進程概念

進程

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進程概念

爲了使程序併發的執行，並且對併發執行的程序加以描述和控制，人們引入了進程的概念，進而提高了硬件設備的利用率與系統的吞吐量。

進程：是指在系統中作爲系統資源分配的基本單位，由機器指令、數據和堆棧組成，是一個獨立運行的活動實體。

操作系統用於描述和管理進程的一個數據結構，稱爲進程控制塊（Process Control Block， PCB）；

進程實例：由程序段， 相關的數據段， 和PCB；
創建進程：實際上是創建相應的PCB， 操作系統分配相配套的資源；
銷燬進程：實際上就是釋放進程佔有的資源，回收PCB；

Linux下：

PCB是task_struct結構體；

在本人linux系統下task_struct定義在
/usr/src/kernels/2.6.32-431.el6.i686/include/linux路徑下的sched.h文件

task_struct 描述信息分類：

• 標示符 ： 描述本進程的唯一標識符，用來區別其他進程。
• 狀態 ：任務狀態，退出代碼，退出信號等。
• 優先級 ：相對於其他進程的優先級。
• 程序計數器：程序中即將被執行的下一條指令的地址。
• 內存指針：包括程序代碼和進程相關數據的指針，還有和其他進程共享的內存塊的指針。
• 上下文數據：進程執行時處理器的寄存器中的數據。
• I／O狀態信息：包括顯示的I/O請求,分配給進程的I／O設備和被進程使用的文件列表。
• 記賬信息：可能包括處理器時間總和，使用的時鐘數總和，時間限制，記賬號等。
• 其它信息；

通過系統調用獲取進程ID

• PID ：進程ID
• PPID：父進程ID

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>


int main()
{
    printf("pid :%d\n", getpid);
    printf("ppid :%d\n", getppid);

    return 0;
}

通過系統調用創建進程

函數調用成功 父進程返回子進程ID， 子進程返回0
失敗返回-1

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>



int main()
{
    pid_t id = fork();
    if(id < 0)
    {   
        perror("fork");
        return 1;
    }   
    else if(id == 0)  //child
    {   
       while(1)
       {   
       sleep(1);
       printf("I am child ID : %d, father ID : %d\n", getpid(), getppid() );
       }   
    }   
    else        //father
    {   
      while(1)
      {   
       sleep(1);    
       printf("I am father ID : %d, father ID : %d\n", getpid(), getppid());
      }   
    }   
    return 0;
}

可以看到兩個進程間是交替運行的。

fork() 創建出來的進程，父子進程代碼共享，數據各自開闢空間， 各有一份（寫實拷貝）。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
int main()
{
    int data = 10;
    pid_t pid;
    if((pid = fork()) < 0)
    {
        perror("fork");
        return 1;
    }
    else if(pid == 0)
    {
       //child
     while(1)
     {
         sleep(1);
         printf("child data : %d, pid = %d, ppid = %d\n",\
                         data, getpid(), getppid());

     }
    }
    else
    {
    //father
      while(1)
      {
       sleep(1);
       printf("father data: %d, pid = %d, ppid = %d\n", data,\
                       getpid(), getppid());
      }
    }
    return 0;
}

進程狀態

linux下進程狀態

• R運行狀態（running）：並不意味進程一定在運行中，它表明進程要麼是在運行中要麼在運行隊列中。
• S睡眠狀態（sleeping）：意味進程在等待某件事情的完成（有時也叫可中斷睡眠（interruptible sleep））。
• D磁盤休眠狀態（Disk sleep）有時叫作不可中斷睡眠狀態（uninterruptible sleep）， 通常這個狀態的進程會等待IO的結束。
• T停止狀態（stopped） ： 可以通過發送SIGSTOP信號給進程停止（T）進程，可以通過發送SIGCONT信號讓進程繼續運行。
• X死亡狀態（dead）： 這個狀態只是一個返回狀態，你不會在任務列表裏看到這個狀態。

進程優先級

CPU分配資源的先後順序 ，就是指進程的優先級（priority）

ps -l 命令

PRI：表示進程優先級
NI：代表進程nice值

PRI值越小，表示權限越高。
PRI與NI關係：
PRI(new) = PRI(old) + nice

• nice 取值範圍-19~20， 一共40個級別。

修改進程優先級命令：
nice/renice/top

nice: 啓動進程前設定進程nice值

  nice -n -3   ./a.out
  設置進程nice爲-3

renice: 進程已存在時設定進程nice值

  renice -3 -p   2455  
  設置進程pid爲2455的nice值爲-3

top: 進程已存在時設定進程nice值

  top
  進入top後輸入 r ——> 輸入進程pid  -->輸入 nice 值 

歡迎各位，批評指正。