0724------Linux基础----------进程1

1.进程的基本概念

　　1.1操作系统有三大抽象概念：

　　　　a）进程：程序的执行过程；

　　　　b）文件： IO；

　　　　c）虚拟内存：可用的地址空间；

　　1.2 进程在内核中是一种数据结构 task_struct(定义见/usr/src/linux-headers-3.8.0-29/include/linux中1240行起)。

　　1.3 进程由 PCB,代码段以及数据段组成，其中PCB位于内核空间，也就是上述的tsak_struct结构。

　　1.4 虚拟内存的前面一部分为内核空间（1G），后面是用户空间。

　　1.5 进程的运行模式有用户态和内核态，以 read 为例，如果接受1000个字节，那么需要进行系统调用，由内核去接收 1000个字节，然后再返回用户态运行 read 的时候，把数据拷贝到用户空间。

　　1.6 用户态到内核态有两种方式，一是系统调用，触发trap指令陷入内核，二是中断，二者的区别在于前者是自愿的，后者是被动的。

2.进程的状态

　　2.1 进程的三种经典状态：

　　　　a）就绪：准备完毕，随时等待调度；

　　　　b）运行：占有CPU；

　　　　c）阻塞：等待某一事件的发生。

　　2.2 三种状态之间的转化：

　　　　a）就绪到运行：被CPU调度；

　　　　b）运行到阻塞：执行了IO 等需要等待的系统调用，例如read；

　　　　c）阻塞到就绪：等待的事件来临，例如read所等待的fd中有数据可读；

　　　　d）运行到就绪：时间片到期或者被抢占。

　　　　e）这里不存在阻塞到运行：因为调度器总是从就绪队列里面挑选进程。

3.僵尸进程和孤儿进程

　　3.1 什么是僵尸进程？子进程退出，而父进程没有对其进行回收。这里注意：僵尸进程占用的不是用户空间的资源，子进程运行过程中申请的资源已经全部被回收，占用的是内核中的某些结构，如 PCB，它主要是留给父进程做参考，以便于父进程获取子进程的运行状态。

　　3.2 僵尸进程程序示例。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
/*
 * 僵尸进程
 */
int main(int argc, const char *argv[])
{
    pid_t pid;
    if((pid = fork()) == 0){
        printf("in child, pid = %d, parent = %d
", getpid(), getppid());
    }
    else{
        sleep(20);
        printf("in parent, child = %d, pid = %d
 ", pid, getpid());

    }
    return 0;
}

　

　　3.3 孤儿进程：父进程先退出，子进程托管给init进程。

　　3.4 孤儿进程示例。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
/*
* 孤儿进程
*/
int main(int argc, const char *argv[])
{
pid_t pid;
if((pid = fork()) == 0){
printf("in child, pid = %d, parent = %d
", getpid(), getppid());
sleep(10);
printf("in child, pid = %d, parent = %d
", getpid(), getppid());
}
else{
sleep(1);
printf("in parent, child = %d, pid = %d
 ", pid, getpid());
}
return 0;
}

　

4.fork和vfork函数

　　4.1 利用fork产生的父子进程，地址空间是独立的。因为在传统的UNIX模型中，fork将父进程的地址空间复制了一份给子进程。

　　4.2 fork程序示例。这里父子进程不共享全局变量，二者是独立的。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define ERR_EXIT(m) 
    do { 
        perror(m);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }while(0)
/*
 * 父子进程的地址空间相互独立
 *
 */


int g_val = 10;

int main(int argc, const char *argv[])
{
    pid_t  pid;
    pid = fork();
    if(pid == -1){
        ERR_EXIT("fork");
    }
    else if(pid == 0){
        sleep(3);
        printf("in child ,g_val = %d
", g_val);
    }
    else{
        g_val++;
        printf("in parent, g_val = %d
", g_val);
    }
    waitpid(-1, NULL, 0);
    return 0;
}

　　4.3 vfork 在产生子进程的时候，没有复制地址空间，而是与父进程共享。vfork的目的就是为了在子进程中实行exec替换。程序示例如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#define ERR_EXIT(m) 
    do { 
        perror(m);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }while(0)
/*
 * vfork
 */


int g_val = 10;

int main(int argc, const char *argv[])
{
    pid_t  pid;
    pid = vfork();
    if(pid == -1){
        ERR_EXIT("fork");
    }
    else if(pid > 0){
        sleep(3);
        printf("in parent ,g_val = %d
", g_val);
    }
    else{
        g_val++;
        printf("in child, g_val = %d
", g_val);
        exit(EXIT_SUCCESS); //若不加 子进程会一直在父进程空间中执行
    }
    return 0;
}

5.atexit函数

　　5.1 atexit 的作用是向系统注册一些函数，这些函数在程序退出的时候被调用，并且这些函数被调用的顺序与注册的顺序相反。程序示例如下。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

void test1(){
    printf("test1...
");
}

void test2(){
    printf("test2...
");
}

void test3(){
    printf("test3...
");
}
int main(int argc, const char *argv[])
{
    atexit(test1);
    atexit(test2);
    atexit(test3);
    printf("before return 
");
    return 0;
}　　

　　5.2 exit 和 _exit 的区别

　　　　a）exit 会清空 IO 缓冲区，后者不会；

　　　　b）exit 会处理通过 atexit 注册的函数。