Linux -- 进程初印象

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预备知识

切入点

PCB

看见进程

pid

getpid 函数

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预备知识

Linux -- 冯诺依曼体系结构（硬件）-CSDN博客https://blog.csdn.net/2301_76973016/article/details/143598784?spm=1001.2014.3001.5501

Linux -- 操作系统（软件）-CSDN博客https://blog.csdn.net/2301_76973016/article/details/143606208?spm=1001.2014.3001.5501

切入点

电脑是不是一次只能启动一个程序？不是的，电脑可以同时启动多个程序，我们打开微信的同时，也可以打开音乐软件听歌，不会因为打开了微信就不能听歌了。

每个程序都要加载到内存中才能执行，操作系统要不要管理被加载到内存的多个程序呢？显然是需要的。

那么操作系统如何管理加载到内存的程序呢？先描述再组织！

PCB

我们需要定义结构体 PCB（Process Control Block，即进程控制块），结构体中通常包含以下信息：

1. 进程标识符：每个进程有一个唯一的标识符，以便操作系统可以区分不同的进程。
2. 处理器状态信息：包括程序计数器、寄存器集合、条件码等，这些信息在进程切换时会被保存起来，以便进程重新获得CPU时间时恢复执行。
3. 内存管理信息：比如进程地址空间的描述符，页表基址等，用于支持虚拟内存管理。
4. 会计信息：例如进程开始时间、结束时间、使用的资源量等，用于性能监控和计费。
5. 优先级信息：用于决定进程调度策略，高优先级的进程会优先得到CPU时间。
6. 状态信息：进程的状态（如运行、就绪、等待等），这决定了进程在系统中的处理方式。
7. I/O状态信息：包括打开文件列表、I/O缓冲区等，用于管理进程的输入输出操作。
8. 其他信息：可能还包括安全信息、进程关系（父进程、子进程）等。

把程序加载到内存之后，操作系统并不认识这些程序，为了更好的管理这些程序，每一个进程都有自己的 PCB，PCB 中记录了进程的信息和属性，这样操作系统才可以管理这些进程，从此之后，对进程的管理，就变成了对 PCB 链表的增删查改。

PCB 链表组成了运行队列，运行队列中排队的是 PCB，每个 PCB 都会指向自己的可执行程序，CPU 在进程调度时，让进程去排队，本质上是让进程的 PCB 去排队，而不是可执行程序在排队，CPU在调度一个进程，只要找到PCB就可以，找到PCB就可以找到可执行程序，程序就可以执行了。

在Linux中，PCB 叫做 task_struct.

看见进程

pid

在计算机操作系统中，每个正在运行的进程都会被分配一个唯一的PID。当用户或应用程序需要与某个特定的进程交互时，可以通过PID来指定目标进程。例如，在 Linux 中，可以使用 kill命令加上PID来终止某个进程；使用 ps命令查看当前系统中所有进程的信息，其中包括每个进程的PID。

getpid 函数

getpid 是一个系统调用，用于获取当前进程的进程标识符 PID，需要包含  unistd.h 头文件 ，函数的返回值类型为 pid_t，它是一个整型类型，专门用于存储和处理进程ID，pid_t 通常在 <sys/types.h> 头文件中定义，有时也会在 <unistd.h> 中定义。

用以下代码来查看 pid： 

#include<iostream>
using namespace std;
#include <unistd.h>int main()
{while(1){cout<<"process pid:"<<getpid()<<endl;sleep(1);}return 0;
}

testProcess:test.ccg++ -o $@ $^ -std=c++11.PHONY:clean
clean:rm -f testProcess

 运行代码：

可以看出当前进程的 pid 为 75735，每个进程的 pid 都是不一样的，当我们再次运行同一份代码时，会重新创建进程，此时进程的 pid 和上一次运行时的 pid 是不一样的：

当代码运行起来的同时，命令 while :;do ps ajx | head -1 && ps ajx | grep testProcess | grep -v grep;sleep 1;done 可以帮助我们看到进程的开始和结束：