【Linux】进程和环境变量

我们启动一个软件，本质就是启动一个进程
在Linux下，运行一条命令，运行的时候，其实就是在系统层面创建了一个进程
而Linux系统管理大量进程则是先描述，再组织
进程 = 对应的代码和数据 + 进程等对应的PCB结构体
PCB包含了所有进程属性，所以对进程的管理，变成了对进程PCB结构体链表的增删查改

进程控制块PCB

• 在Linux中描述进程的结构体叫做task_struct
• task_struct是Linux内核的一种数据结构， 它会被装载到RAM(内存)里并且包含着进程的信息

task_struct内容分类

• 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

fork初识

• 运行 man fork 认识fork
• fork 有两个返回值
• 父子进程代码共享，数据各自开辟空间，私有一份(采用写时拷贝)

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
	int ret = fork();
	printf("hello proc: %d!, ret: %d\n", getpid(), ret);
	sleep(1);

	return 0;
}

有两个返回值是因为fork内部，父子各自会执行自己的return语句
但返回两次，并不意味着会保存两次
父子进程被创建出来，谁先运行并不确定。这个是由操作系统的调度器决定的

进程状态

新建：字面意思
运行：task_struct 结构体在运行队列中排队，就叫做运行态
阻塞：等待非CPU资源就绪，阻塞状态
挂起：当内存不足的时候，OS通过适当的置换进程的代码和数据到磁盘，进程的状态就叫做挂起

static const char * const task_state_array[] = {
    "R (running)", /* 0 */
    "S (sleeping)", /* 1 */
    "D (disk sleep)", /* 2 */
    "T (stopped)", /* 4 */
    "t (tracing stop)", /* 8 */
    "X (dead)", /* 16 */
    "Z (zombie)", /* 32 */
};

前台进程(+)和后台进程(&)

R 运行状态(running) ：并不意味着进程一定在运行中， 它表明进程要么是在运行中要么在运行队列里
S 睡眠状态 (sleeping)：意味着进程在等待事件完成(这里的睡眠有时候也叫做可中断睡眠(interruptible sleep) )
D磁盘休眠状态(Disk sleep)：磁盘睡眠，深度睡眠，不可被中断，不可被被动唤醒，只能自己醒来或是断电
T 暂停状态(stopped)：可以通过发送 SIGSTOP 信号给进程来停止（T）进程。这个被暂停的进程可以通过发送 SIGCONT 信号让进程继续运行。
Z 僵尸状态(Zombies)：一个进程已经退出，但还不允许被os释放，处于一个被检测的状态就叫作僵尸状态，维持该状态，为了让父进程和os来进行回收
X死亡状态(dead)：dead终止，瞬时性非常强，这个状态只是一个返回状态，你不会在任务列表里看到这个状态。

孤儿进程

一般的进程都是由父进程进行回收；如果父进程先退出，子进程还没退出，那么这个子进程就称之为“孤儿进程”。
孤儿进程会被1号 init 进程领养，也由init进程回收(init 系统本身)

进程优先级

cpu资源分配的先后顺序，就是指进程的优先权（priority）。

UID : 代表执行者的身份
PID : 代表这个进程的代号
PPID ：代表这个进程是由哪个进程发展衍生而来的，亦即父进程的代号
PRI ：代表这个进程可被执行的优先级，其值越小越早被执行
NI ：代表这个进程的nice值

如果进程A正在被运行，CPU的寄存器里，一定保存的是进程A的临时数据
寄存器中的临时数据，叫做A的上下文。

其他概念

竞争性: 系统进程数目众多，而CPU资源只有少量，甚至1个，所以进程之间是具有竞争属性的。为了高
效完成任务，更合理竞争相关资源，便具有了优先级
独立性: 多进程运行，需要独享各种资源，多进程运行期间互不干扰
并行: 多个进程在多个CPU下分别，同时进行运行，这称之为并行
并发: 多个进程在一个CPU下采用进程切换的方式，在一段时间之内，让多个进程都得以推进，称之为并发

环境变量

常见环境变量

PATH : 指定命令的搜索路径
HOME : 指定用户的主工作目录(即用户登陆到Linux系统中时,默认的目录)
SHELL : 当前Shell,它的值通常是/bin/bash。

查看环境变量方法

echo $NAME
NAME:你的环境变量名称

env：查看系统中所有环境变量的命令

也可以配合之前学的文本行过滤工具找到想要的环境变量，如env | grep PATH

使用echo查看PATH环境变量

和环境变量相关的命令

1. echo: 显示某个环境变量值
2. export: 设置一个新的环境变量
3. env: 显示所有环境变量
4. unset: 清除环境变量
5. set: 显示本地定义的shell变量和环境变量

通过代码如何获取环境变量

// 第三个env就是环境变量
#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[], char *env[])
{
 int i = 0;
 for(; env[i]; i++){
 printf("%s\n", env[i]);
 }
 return 0;
}

程序中使用函数: getenv()获取环境变量

char* p = NULL;
p = getenv("PATH");

子进程的环境变量是从父进程来的！
默认，所有的环境变量，都会被子进程继承。

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