多任務（并發）：讓系統具備同時處理多個任務的能力

1. 多進程

2. 多線程

3. 進程間通信

一、進程的基本概念

1. 什么是進程？

????????正在運行的程序，其運行過程中需要消耗內存和CPU。

????????進程的特點：

動態性：進程是程序運行的一次執行過程，有創建、運行、結束等生命周期。

獨立性：每一個進程擁有其獨立的內存空間和系統資源，相互之間一般不直接干擾。

并發性：操作系統可以同時運行多個進程，通過CPU調度實現。

2.程序和進程有什么區別？

程序（Program）

????????定義：是一組靜態的數據集合，存儲在硬盤空間，是計算機執行特定任務的代碼和數據的集合。

程序運行起來可以產生進程；

?一個程序可以產生多個進程

????????特點：靜態的：不運行時只是一堆代碼和數據，不占用系統資源（除了磁盤空間）。

????????????????可復用的：同一個程序可以被多次執行（例如多次打開同一個軟件）。

????????????????持久的：程序文件會長期保存在存儲設備中，直到被主動刪除。

進程（Process）

????????定義：進程是程序的一次動態執行過程，是操作系統進行資源分配和調度的基本單位。當程序被加載到內存中運行時，就成為了進程。

? ? ? ? 特點：動態性：進程是程序運行的一次執行過程，需要消耗內存和CPU，有創建、運行、結束等生命周期。

????????????????獨立性：每一個進程擁有其獨立的內存空間和系統資源，相互之間一般不直接干擾。

????????????????并發性：操作系統可以同時運行多個進程，通過CPU調度實現。

????????????????一個進程中也可執行多個程序

二、進程的產生

進程產生時，操作系統都會為其分配0-4G的虛擬內存空間。

三、進程的調度

CPU：數據處理速度快

宏觀并行，微觀串行

cpu調度算法

1、時間片輪詢算法

2、先來先服務，后來后服務（任務隊列）

3、短作業優先調度

4、高優先級先執行，低優先級后執行

四、進程的狀態

? ? ?操作系統進程進程三態圖：

Linux操作系統的進程狀態：

1.運行態(用戶運行態、內核運行態) ?? ?R
正在執行,且被CPU任務調度所執行的進程

2.就緒態?? ?R
正在執行,沒有CPU任務調度執行的進程（只缺少cpu）

3.可喚醒等待態?? ?S
也稱為睡眠態,阻塞等待資源的進程

4.不可喚醒等待態 D
不想被CPU任務調度所打斷的進程任務可以設置為不可喚醒等待態

5.暫停態?? ?T
被暫停執行的進程

6.僵尸態 ? ?Z
進程執行結束,空間沒有被回收

7.結束態 ? ?X
進程執行結束,空間被回收

五、進程的消亡

? ? 1. 進程執行結束（進程退出）

2. 回收進程資源空間

六、進程相關命令

PID：進程的ID號

PPID ：父進程ID號

父進程：產生子進程的進程稱為父進程

子進程：父進程產生出來的新進程即為該父進程的子進程

1. ps ?-aux

查看進程相關參數：PID、狀態、CPU占有率、內存占有率

ps -aux | grep ./a.out

| ?： 管道 ?：前面命令的輸出作為后面命令的輸入

grep ： 字符串查找：在輸入中查找和后面字符串相關的數據

2. top

動態查看進程的相關參數：CPU占有率、內存占有率

3. ps -ef

查看該進程的ID和父進程ID

4. pstree

查看進程的產生關系
pstree -p
查看進程的產生關系(有PID號)

? ? ? ? ?pstree -sp ?進程PID號
查看某個指定的進程的產生關系

5. kill -信號的編號/信號的名稱 ?PID

向進程發送信號，讓進程的狀態發生變化

kill -l
查看系統支持的信號

? ? ? ? 結束一個進程：
kill -9 PID
kill -SIGKILL PID
killall -9 ?進程名稱

? ? ? ? ?+前臺進程
后臺進程
jobs
查看當前終端的后臺進程
fg 后臺進程編號
讓后臺進程切換成前臺進程

七、進程相關編程

1.fork函數

需要的頭文件：#include <sys/types.h>????????#include <unistd.h>

函數原型：pid_t fork(void);

功能：復制當前進程（父進程），生成一個新進程（子進程）。

復制特性：
子進程完全拷貝父進程0-3G的虛擬內存空間，但兩者擁有獨立的地址空間，后續修改互不影響
子進程拷貝父進程PCB（進程控制塊）塊中的部分內容：PID不拷貝

返回值：

關鍵特點：調用一次，返回兩次：

父進程中，fork()返回子進程的進程ID（PID，非負整數）

子進程中，fork()返回0。

若創建失敗，父進程會返回-1。

執行順序：父進程和子進程的執行順序由操作系統調度器決定，不確定誰先運行。

getpid(); 獲取當前進程自己的PID號

getppid()：獲取當前進程父進程的PID號

注意：
1. 子進程完完整整拷貝父進程0-3G虛擬內存空間。

????????2. 父子進程棧區、數據區、文本區、堆區完全獨立，數據不共享

????????3. 要想共享數據，需要使用進程間通信方式實現

練習：

1. 使用fork函數創建新進程，父進程打印自己的PID和自己子進程的pid，子進程中打印自己的PID和父進程的PID

#include<stdio.h>int main()
{pid_t pid = fork;if(pid > 0){printf("自己的PID：%d 自己子進程的PID",getpid(),pid);}else if(pid == 0){printf("自己的PID：%d 自己父進程的PID",getpid(),getppid());}else if{perror(fork error);}return 0;
}

2.進程調度：操作系統完成

1.進程退出：return、exit()相關函數
1）main中return
2) exit ()、_exit() :結束一個進程
exit (0) : 正常退出
exit (非0) ：由于進程產生了某種問題，需要主動退出進程
2.回收資源空間：wait（）、waitpid（）

僵尸進程：父進程未回收已終止子進程的資源，? ? ? ? 退出后，但其資源空間未被父進程回收
如何避免僵尸進程產生：
1. ?子進程退出后，父進程及時為其回收資源空間
2. ?讓該進程成為一個孤兒進程，結束時被操作系統中的系統進程回收

? ? ? ? 孤兒進程：父進程先消亡，其對應的子進程成為一個孤兒進程，會被系統進程所收養
（守護類的進程）