进程（Process）

一、概念

进程是操作系统资源分配的最小单元（文本段、数据段、系统数据段）

进程：就是程序执行的过程，包括创建、调度和消亡，是活的

程序：一段数据的集合，是死的

二、常用命令

三、进程的创建 1、进程的内存空间

        电脑会在硬件层为每个进程准备真实的内存空间

        在32位操作系统（有32根地址线）中，会为运行过程中的进程开辟0 - 4G虚拟内存空间

        在64位操作系统（有64根地址线）中，会为运行过程中的进程开辟0 - 8G虚拟内存空间

文本段

        存储代码和指令

数据段

        存储全局变量、静态变量、字符串常量，未经初始化变量值为0值

        在编译时分配空间，程序运行时，将a.out数据段加载到内存数据段中

        程序结束回收数据段空间

系统数据段 

        栈区：操作系统管理区域、存放局部变量、执行到变量定义时分配空间，超过变量 作用域回收变量空间，未经初始化为随机值

        堆区：程序员管理的区域，malloc申请、free释放

内核

        操作系统核心区域，用户无法访问，负责内存管理、CPU管理、硬件设备管理、进程管理、文件系统管理

 2、多个进程的存储

1. 进程的空间是独立的

2. 单核：一个CPU在同一时刻只能执行一个任务

3. 宏观并行，微观串行

4. 物理地址空间是独立的，虚拟地址空间共用同一份，所以多个进程并不是虚拟机地址空间相加

 四、进程的调度 1、宏观并行，围观串行

        多个进程在执行时总的看上去似乎是一起执行的，但实际是因为电脑依次处理每个进程时的速度较快导致的该现象，

        例如：父子两个进程并不是同时执行的，是有先后顺序的，谁先谁后不清楚

PCB（Process Control Block，进程控制块）

        操作系统内核管理进程的核心工具，它为进程的创建、执行、切换和终止提供了必要的信息和控制机制

MMU（Memory Management Unit，内存管理单元）

        计算机硬件中的一个重要组件，主要负责管理内存访问和虚拟内存与物理内存之间的地址转换

2、进程的状态

3、CPU调度任务规则

一个任务执行完毕后，如何选择下一个执行的任务？

 常见进程调度算法：

       a. 先来先执行，后来后执行

        b. 高优先级调度算法

        c. 时间片轮转调度算法

                时间片：CPU在某个进程任务中执行的一段时间

        d. 多级队列反馈

        e. 负载均衡调度算法

4、进程相关的函数接口

man 2 fork

pid_t fork(void);

功能：

        创建一个子进程

参数：

        缺省

返回值：

         成功在父进程中返回创建的子进程的PID

                在子进程中返回0

         失败返回-1

注意：         1、子进程是父进程的不完全副本，会复制父进程的数据区、BSS区、堆区、栈区、参数和环境变量（ 例一、例二），除了以上外还会复制输入输出缓冲区（例三）。       

        2、父进程结束，就会变成孤儿进程，孤儿进程会被1号进程（init）收养（例二）

例一 ：

int mian(void) { pid_t pid; pid = fork(); if (-1 == pid) { ERR_MSG("fail to fork"); return -1; } if (0 == pid) { printf("子进程(PID:%d)执行!\n", getpid()); } else if (pid > 0) { printf("父进程(PID:%d)执行!\n", getpid()); } printf("都会执行!\n"); return 0； }

过程：结果：

例二： 创建一个父进程的2个子进程，要求子进程中打印自己的PID及父进程的PID，             父进程中打印自己的PID及两个子进程的PID

父进程先结束，子进程成为孤儿进程

pid_t pid; pid_t pid1; pid = fork(); if (-1 == pid) { ERR_MSG("fail to fork"); return -1; } if (0 == pid) { printf("子进程1 PID:%d PPID:%d\n", getpid(), getppid()); } else if (pid > 0) { pid1 = fork(); if (-1 == pid1) { ERR_MSG("fail to fork"); return -1; } if (0 == pid1) { printf("子进程2 PID:%d PPID:%d\n", getpid(), getppid()); } else if (pid1 > 0) { printf("父进程 PID:%d 子进程PID:%d %d\n", getpid(), pid, pid1); } }

子进程先结束，父进程不结束

pid_t pid; pid_t pid1; pid = fork(); if (-1 == pid) { ERR_MSG("fail to fork"); return -1; } if (0 == pid) { printf("子进程1 PID:%d PPID:%d\n", getpid(), getppid()); } else if (pid > 0) { pid1 = fork(); if (-1 == pid1) { ERR_MSG("fail to fork"); return -1; } if (0 == pid1) { printf("子进程2 PID:%d PPID:%d\n", getpid(), getppid()); } else if (pid1 > 0) { printf("父进程 PID:%d 子进程PID:%d %d\n", getpid(), pid, pid1); } } while (1) { }