[Linux] 进程优先级进程的调度与切换环境变量详解

进程优先级 && 进程的调度与切换 && 环境变量

1.进程优先级
- 1.1查看进程
- 1.2 PRI VS NI
- 1.3用指令调整优先级
2.进程的调度与切换
- 2.1 进程切换
- 2.2 linux实现进程调度的算法
3.环境变量
- 前言引入（main参数--命令行参数）
- 3.1 环境变量
- 3.2 PATH环境变量
- 3.3 系统指令查看环境变量
- 3.4用代码获取环境变量

1.进程优先级

优先级的前提也就是：访问某种资源的时候，通过一定的方式确定先后顺序；
这里我们先搞清楚两个概念
优先级 VS 权限
一个进程有了优先级的概念，那他就一定能被执行，也就是一定有权限。
简单来说权限是决定了能不能执行，优先级则是执行的先后顺序

优先级：cpu资源分配的先后顺序，进程的优先权（priority）

1.1查看进程

我们采用 ps -l 查看进程
在这里插入图片描述

这里面的PRI就是优先级，优先级也是一个整型变量。

Linux的默认优先级是80；
Linux的优先级是可以被修改的，优先级范围是[60, 99]—40
数字越小，优先级越高

1.2 PRI VS NI

这里的NI就是我们说的nice值，nice表示的是进程可被执行的优先级的修正数值
注意这里是修正数据

(new)PRI = (old)PRI + NI

nice的取值范围 -20到19
为什么linux调整优先级是一种受限状态？
因为优先级高的进程，先得到资源，常规进程很难享受到CPU资源，从而造成进程饥饿问题。

1.3用指令调整优先级

在这里插入图片描述

2.进程的调度与切换

进程在运行的时候，是基于时间片进行轮转执行的；时间片可以理解为OS给每个进程设定的最大执行时间，例如：1ms，一毫秒过去之后，不论这个进程有没有执行完毕，OS都会把这个进程调离出去，执行下一个进程

在这里插入图片描述
并发可以理解为一个大的CPU被分成了10个小的cpu每一个都去执行一个进程，但他们的效率都只有原本的十分之一。

2.1 进程切换

cpu有大量的寄存器，进程在cpu运行中，会产生大量的临时数据，放在cpu的寄存器中；这里面的临时数据衡量了进程当前的执行到了哪一行（PC指针），执行的结果……
cpu内部产生的临时数据，叫做进程的硬件上下文，让我们的进程进行保存（拷贝到PCB中）。
进程被二次调度的时候，将硬件的上下文进行恢复。

2.2 linux实现进程调度的算法

linux实现进程调度的算法，要考虑优先级，饥饿问题，效率.
这句话可以用下面的这张图来解释
在这里插入图片描述
首先一个运行队列中会有两个不同的队列，在这个队列中会有140个存放队列指针的数据，而我们只用后面的40——这个与上面的优先级相匹配，根据优先级，队列上面的进程根据优先级依次执行，这个是活跃队列的工作，而过期队列，存放的是新加入的进程，当活跃队列的进程都执行完毕之后，活跃队列和过期队列他们会交换，而交换的方式就是把他们指针所指向的位置进行交换，这里就体现出了他的效率性
我们在谈谈他是怎么遍历这些进程的，我们用位图来完成这个操作，比特位的位置表示一个队列，而比特位的内容表示这个队列是否为空。

3.环境变量

前言引入（main参数–命令行参数）

main函数也是有参数的，

main(int argc,char *argv[],char *env[])
argv为指针数组（命令行参数表），argc是数组中元素的个数,env就是环境变量表

我们先来谈谈前面两个参数
在这里插入图片描述

这里就容易看出来了，argc就是指针函数argv的参数个数，argv就是命令行参数表
结论：通过不同的选项实现不同的功能；命令行参数是linux指令选项的基础。
为了方便理解我们可以写一个实现加减乘除的代码来解释一些

void Usage(char *process)
{   printf("Usage:\n\t%s [add|sub|mul|div] x y\n\n",process);
}
int main(int argc,char* argv[])
{// ./myprocess [add|sub|mul|div] x y//实现+-*/四种运算if(argc!=4){Usage(argv[0]);}int x=atoi(argv[2]);int y=atoi(argv[3]);if(strcmp("add",argv[1])==0){printf("%d + %d =%d\n",x,y,x+y);}else if(strcmp("sub",argv[1])==0){printf("%d - %d =%d\n",x,y,x-y);}else if(strcmp("mul",argv[1])==0){printf("%d * %d =%d\n",x,y,x*y);}else if(strcmp("div",argv[1])==0){printf("%d / %d =%d\n",x,y,x/y);}else {printf("none\n");}
}

在这里插入图片描述
这就是通过不同的选项实现不同的功能。

3.1 环境变量

概念：
在操作系统中用来指定操作系统运行环境的一些参数
不是一个，而是一堆彼此之间没有直接关系。系统的环境变量，本质就是系统直接开辟空间，给他名字和内容即可。

3.2 PATH环境变量

echo $PATH：打印环境变量的路径

在这里插入图片描述
为什么我们自己写的程序不加路径无法被找到，还要加上./才行呢？
因为我们的命令没有被添加到bash路径中。
我们可以采用以下两种方法

3.3 系统指令查看环境变量

echo $[环境变量]
env查看系统全面的环境变量
自己定义一个环境变量export 【要定义的内容】

3.4用代码获取环境变量

刚刚在提到main函数的参数，第三个参数就是环境变量表，我们就可以把他打印出来

int main(int argc,char* argv[],char *env[])//命令行参数个数，命令行参数表，环境变量表
{for(int i=0;env[i];i++){printf("%d---------------------------------%s\n",i,env[i]);}return 0;
}