006 Linux 进程的概念 | 获取进程的PID

前言

本文将会向您进程的概念，程序与进程的区别，如何获取进程的标识符-pid

文章重点

1.描述进程——PCB
进程与程序的区别
CPU对进程列表的处理
2.获取进程PID

描述进程-PCB

进程概念

课本概念：程序的一个执行实例或正在执行的程序
内核概念：担当分配系统资源（CPU，内存）的实体

区分程序和进程

1.程序：程序本质上就是一个文件，是静态的，存储在磁盘中
2.进程：程序运行起来之后，就叫做进程，进程是动态的，由操作系统进行管理

1 . 进程信息被放在一个叫做进程控制块的数据结构中，可以理解为进程属性的集合。
2. 课本上称之为PCB（process control block）， Linux操作系统下的PCB是: task_struct。

struct data
{
//id 标识符 
//代码/函数地址 
//状态(是否被CPU处理)
//优先级
struct data* next 
}

这个进程属性的结构体被称为PCB，也叫做进程控制块
进程具体的属性如下：

标示符: 描述本进程的唯一标示符，用来区别其他进程。 状态: 任务状态，退出代码，退出信号等。 优先级: 相对于其他进程的优先级。
程序计数器: 程序中即将被执行的下一条指令的地址。 内存指针: 包括程序代码和进程相关数据的指针，还有和其他进程共享的内存块的指针
上下文数据: 进程执行时处理器的寄存器中的数据[休学例子，要加图CPU，寄存器]。 I／O状态信息:
包括显示的I/O请求,分配给进程的I／O设备和被进程使用的文件列表。 记账信息:
可能包括处理器时间总和，使用的时钟数总和，时间限制，记账号等。 其他信息

CPU对于进程列表的处理

进程被链接到链表中会等待CPU去PCB找数据做处理，那么CPU怎么知道要处理哪些数据呢？

进程排队：把对应的PCB从链表中提取到队列中排队，PCB中的数据不会一次性被CPU处理完，它有时被处理，有时在等待被处理

结论

进程 = 可执行程序+内核数据结构（PCB）

进程标识符

每一个进程都有自己对应的pid，查看当前进程的信息：
什么是进程的pid呢？

进程的pid是指进程的唯一标识符，即进程ID（ProcessID）。每个正在运行的进程都有一个唯一的pid，用于操作系统在管理和跟踪进程时进行标识和区分。

ps ajx

这种方式将全部的进程信息打印了出来，不太好观察学习
可以利用死循环来观察

 #include<stdio.h>  #include<unistd.h>  int main()  {while(1) //死循环{printf("我已经是一个进程了\n");sleep(1); //休眠一秒                                                                                                                                         }                                       return 0;                           }

我们可以使用以下命令来获取进程的标识符pid

在所有进程中搜索刚写的可执行程序并将进程的第一行打印：
ps ajx | head -1 && ps ajx | grep target | ps ajx | head -1

getpid、getppid

PPID：父进程的标识符
观察到图中两个红色的target行处，第一行是我们启动的进程，第二行是grep这个命令的进程
我们也可以选择另外一种方式来获取进程的pid
man手册中记录了getpid，getppid的使用

我们使用的getpid和getppid是系统调用函数
而在冯诺依曼体系中讲到,如何用户想要访问
底层的数据必须经过系统调用

 #include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <stdlib.h>#include <sys/types.h>int main(){pid_t id = getpid();while(1){printf("我已经是一个进程了,我的pid是：%d\n",id);sleep(1);}return 0;}

获取父进程pid

 #include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <stdlib.h>#include <sys/types.h>int main(){pid_t id = getpid();pid_t parid = getppid();while(1){printf("我已经是一个进程了,我的pid是：%d...我的ppid是：%d\n",id,parid);sleep(1);}return 0;}

然后我们再运行程序
观察到每一次的运行子进程的pid都会发生改变，而父进程的pid却不会变化

原因是每次运行时，操作系统会为每个新的子进程分配一个唯一的进程标识符（PID）。这是因为PID是一个用于标识进程的数字，它是在操作系统内部维护的一个计数器。当一个进程终止后，其PID就会被释放，并可以被其他新的进程重新使用。
在命令行中，父进程一般是命令行解释器：bash

小结

今日的分享就到这里啦，本文仅仅是对进程的概念进行了描述，后续将会持续更新fork、进程状态等相关知识点，如果本文存在疏漏或错误的地方还请您能够指出！