Linux系列-进程的属性

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我们上一篇文章当中讲到了进程的概念，我们知道进程信息是放到一个tast_struct的结构体当中的，这个结构体也叫做PCB。

PCB是内存级的操作，我们把这个结构体放到CPU当中。

首先，我们来说一下应该如何查看进程呢？

比如说，我们创建一个code的进程。

#include<stdio.h>
int main()
{while(1){printf("hello world\n");}return 0;
}
~                                                                        
~

然后我们将这个代码运行起来，就创建了一个进程，接下来，让我们来查看我们的进程。

ps ajx | head -1 && ps ajx | grep code

通过这个命令，我们就可以查看到下面的进程列表。 

 其实这个命令本身就是好几个进程。

ps是一个，head是一个，grep本身就是一个，然后查看到的code也是一个，当我们想要取消掉grep进程的时候，可以后面加一个grep -v grep，就可以过滤掉grep进程。

这个时候，就没有grep进程了。

其实把程序运行起来，本身就是在系统上启动一个进程。

像linux当中的指令，如：ls who am i pwd等都是系统对应的指令，都是系统对应的文件，相对应的，这种也都是启动的进程，不过这种进程是瞬时的，一跑就跑完了。

还有一种不是瞬时的，就比如各种应用程序。

所以，进程分为两种：

执行完就推出的。

除非用户主动关闭，否则一直不退的（常驻进程：杀毒软件）

为了识别进程，所以进程是有编号的，也就是进程的pid。

同一个程序，在不同的时间启动，pid是会发生变化的，背后的原理是用了一个累加的计数器。

如果连续创建，pid是会连续的。

如果是我们刚才创建的进程，这个时候，他的PID是17293，当我们重新启动这个进程。

这个时候他的PID是19421

 此外，进程是具有唯一性的，体现到PID上就是，每个进程的PID都是不同的。

但是进程又是可以知道自己的PID的

pid_t  pid getpid();

通过这条指令，我们就可以获得进程的id值

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>int main()
{pid_t id = getpid();while(1){printf("hello bit,i am a process pid: %d\n",id);sleep(1);}return 0;
}
~

你看，这样子的话，我们就可以获得进程的PID值了 

我们取消进程的方式一般有两种，一种是ctrl c 还有一种是使用kill命令，其实两个方式的本质相同，都是杀进程。

比如说，这个时候我们启动一个进程，我们可以使用下面的这个命令来删除进程：

kill -9 21858

这个时候，这个进程就被删除了

在Linux中，在根目录下面有一个/proc（目录），全称叫做process，把进程的很多信息以文件的形式呈现出来。

这里面的一个个数字都是代表着进程的PID，每一个目录都是代表的一个进程。 

而每一个目录里面都存放着这个进程的所有属性。

只要启动了一个进程，就会瞬间在/proc里面创建一个这个PID的文件夹。

比如说，我刚才创建一个22877的进程，就可以在里面直接打开这个进程。

再次把这个进程干掉之后，就找不到这个文件夹了，也就没有22877这个东西了。

当我们进入这个目录的时候，有两个东西是值得我们关注的。

一个是exe，一个是cwd，

首先，我们说一下exe。

当我们这个时候终止这个进程，那就是删除了这个可执行文件。

但是这个时候代码还在运行，这是因为这个时候已经加载到内存当中了，删除的是磁盘当中的可执行文件。

 而对于那个cwd来说，cwd指的是current work dir，是当前的工作目录。

我们创建程序或者文件的时候，一般都是默认在当前目录下面创建的。，而这个当前目录，就是cwd所指向的路径。

比如说，这个时候我们新建一个程序：

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>int main()
{FILE *fp=fopen("log.txt","w");if(fp==NULL){}pid_t id = getpid();while(1){printf("hello bit,i am a process pid: %d\n",id);sleep(1);}return 0;
}

当这个代码运行之后，我们发现在当前目录下面创建一个log.txt的文件夹

怎么说呢，其实就是自己写的代码，当开始跑的时候，从上到下开始执行的时候，就是将cwd表示的路径拼接到log.txt的前面。所以会在当前路径下面新建文件。

如果想要改变工作路径的话，我们可以使用 int chdir，参数就是一个新的路径

比如说

chdir("/");

这个时候我们将默认的工作路径改到了根目录下面。

这个时候我们启动进程，看一下当前的cwd的指向。

看，这个时候的cwd就指向了根目录。

但是我们打开根目录却看到下面什么都没有，这是因为创建失败了（系统没有这个权限）

换到其他路径下面就可以了。 

对于我们前面的ps来说，ps的作用就是打来ls /proc 并且进行文本分析

/proc 目录不是磁盘级的文件，所以当系统重启的时候，这个目录下面也会刷新，进程相关的属性以文件的形式展现出来，不同担心影响系统的效率。

接下来，我们说一下ppid。

在linux系统重新启动之后，创建任何进程的时候，新创建的进程都是由父进程创建的。

我们通过下面这个指令来获取父进程：

int getppid();

比如说，我们创建下面的这个代码并形成进程。

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>int main()
{/*chdir("/");FILE *fp=fopen("log.txt","w");if(fp==NULL){}*/pid_t ppid =getppid();pid_t id = getpid();while(1){printf("hello bit,i am a process pid: %d,ppid: %d\n",id,ppid);sleep(1);}return 0;
}

我们可以很明显的发现的是每一次pid都会发生变化，但是ppid却一直不发生变化。

在命令行当中，执行命令，执行程序，本质就是bash的进程，创建的子进程，执行我们的代码，这个bash，也叫做命令行解释器，shell，是所有命令行解释器的统称。在LInux当中，一般使用的是bash。

那么一个bash是怎么创建子进程的呢？

使用系统调用来创建进程，比如说，我们执行./程序，其实就是相当于我们告诉系统，我们要执行这个程序。

接下来，我们来见一下子进程的创建。

接口：

fork()

作用是创建一个子进程。

返回-1则失败了，成功的话，给父进程返回子进程的pid，给子进程返回0 。

接下来，我们创建一个程序来创造子进程：

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>int main()
{/*chdir("/");FILE *fp=fopen("log.txt","w");if(fp==NULL){}*/printf("I am a process pid %d ppid %d\n",getpid(),getppid());pid_t id = fork();(void)id;printf("I am a 分支 pid %d ppid %d \n",getpid(),getppid());/*pid_t ppid =getppid();pid_t id = getpid();while(1){printf("hello bit,i am a process pid: %d,ppid: %d\n",id,ppid);sleep(1);}*/return 0;
}

这个是代码的运行结果：

 经过fork之后，有了两个执行分支，一个调用printf，另外一个也调用printf，这两个分支之间也是父子关系，一个是父进程（自己），一个子进程（fork创建的），一个父进程是可以创建出多个子进程的，所以进程其实也是树形结构。

我们接下来看下面的这段代码：

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
int gval=0;int main()
{printf("i am a process, pid: %d,ppid: %d\n",getpid(),getppid());pid_t id=fork();if(id > 0){while(1){printf("我是父进程,pid : %d,ppid:%d,ret id:%d %d\n",getpid(),getppid(),id,gval);gval+=1;sleep(1);}}else if(id==0){while(1){printf("我是子进程,pid : %d,ppid:%d,ret id:%d %d\n",getpid(),getppid(),id,gval);sleep(1);}}return 0;
}

我们可以看到，这两个死循环同时再跑->两个执行流同时在跑，if 和else if同时成立，从fork之后就会有两个进程，分布进行，fork有两个返回值，给父进程返回子进程的pid，给子进程返回0.

一个父进程有多个子进程，但是一个子进程只会有一个父进程

 fork函数

fork创建了一个进程，使得原本的一个进程变成了两个呈现父子关系的进程，一般而言，这两个进程之间的代码是会共享的，但是数据不会，数据会各自私有一份。

所以，进程=内核数据结构+代码和数据

我们每次给新进程创建PCB，可以子进程和父进程相比，并没有数据和代码从磁盘继承，只有内核数据结构，所以，系统要求子进程和父进程共享代码，数据是各自私有一份的。

为什么呢？

因为代码具有很强的独立性，多个进程之间运行互不影响，即便是父子，两个进程之间也有很强的独立性。

所以，代码虽然是共享的，但是是只读的，而数据是各自私有一份的。

Pid_t id =fork();

在这个函数当中，

  • id是一个变量
  • 返回的本质，就是向指定变量进行写入返回值数据
  • 打印的本质，就是读取 

 创建多进程

那么其实有一个很奇怪的点，就是fork怎么会有两个返回值呢？

其实就是因为多了一个进程，也就是多了一个task_struct，一般而言，子进程的task_struct是从父进程拷贝下来的，调整了新的task_struct的部分属性。

所以有一部分属性，父子进程是相同的，代码要指向同一块，但是pid不同。

当fork的时候，fork是一个系统调用，当我们return的时候，它们的核心工作已经做完了，父子进程都已经开始运行了。

return本身就是一行代码

而fork之后代码是会共享的，所以父进程执行一次return，子进程执行一次return。

那么fork之后，是哪个进程先运行呢？ 这个其实是不确定的（有OS调度器自主决定）。

但是时间片可能是一个方面的影响因素。

 好了，本次的文章就到这里了，我们下次再见。 

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