【Linux学习】- 进程管理

目录

一：了解进程

二：什么是程序，什么是进程

三：进程实例

四：操作系统如何管理进程

 五：第一次运行的进程-0号进程

六：进程的管理

七：进程状态

八：进程状态转换

九：Init进程 - 初始化进程

十：获取进程标识

一：了解进程

window下 ctrl + shift +esc调出任务管理器，可以看到进程

 可以看到VM虚拟机，QQ，VS2019在运行，可以看到当前的程序占用了多少的CPU，占用了百分之多少的内存，占用了百分之多少的磁盘，占用了百分之多少的网络，占用了百分之多少的GPU（也就是显卡，有的应用会占用显卡，有的应用不会），比如腾讯会议是有公屏的就会占用显卡，进程中，那些数字是一直跳动的。了解一下程序和进程。

二：什么是程序，什么是进程

程序只有在运行的时候，在进程的面板上才可以查看到。进程上没有看到程序，但是程序存在于电脑中。

程序是一种静态的概念，进程是一种动态的概念。

程序在安装成功后，就存储在磁盘（硬盘）中了。无论开机关机，只要没有卸载删除，这个程序都是存在的。----静态

进程不在磁盘，而是在内存中进行活动。----动态（任务管理器中看到的进程数据是不断跳动的，有时候用到某个应用程序的功能的时候就用的多，占用的内存就大了，应用程序打开但是没使用的时候占用的内存就没有那么大）（比作一个类，在使用的时候，类的空间就生成了）

进程是需要用户双击运行程序，就可以启动，才在内存当中占用一定的空间，不同的应用程序占用的内存空间也不是固定的。

进程是根据程序来生成的，程序在编写好运行后才会产生进程。我们现在编写的代码是个程序，因为我们编写完的代码是存放在磁盘中的某个文件夹下，只要不是卸载删除，无论开机关机，编写的程序代码一直是存在的。但是程序在编译链接后，点击了运行按钮，运行后在内存中占用一定的空间，就变成了进程。

计算机中不对程序进行管理，而是对进程进行管理。对比磁盘的空间和内存的空间，明显是磁盘的空间要比内存空间大的大的多。内存有4G的，最少的硬盘128G。系统在对进程进行管理，实际上也就是对内存进行管理。如果电脑有些年头，有点卡，又不想要换新的电脑，那内存条加大一点（同时容纳的进程的数量变多）就可以接着使用了。

程序（program）是存放在磁盘文件中的可执行文件。只要是程序，就一定需要有一个可执行文件，随便一个文件不能叫做程序，只有可以运行起来的，才可以称之为程序。不能被运行起来的文件仍然是文件（比如 xxx.txt）。

程序被运行起来（执行实例）被称为进程，某些操作系统的任务表可以显示正在执行的程序，window10下可以看到任务管理器，同样ubuntu也可以看到。

三：进程实例

ps -aux

 可以看到所有当前的正在运行的进程

可以看到%CPU（CPU损耗）,%MEM （内存损耗），STAT（当前的状态），START（当前的启动时间），TIME（执行的时间），COMMAND(对应的命令/目录是哪一个)，这就是当前ubuntu操作系统用命令运行起来的当前进程的查看

有的进程的状态是I，有的是S,Ss,R，这些都是进程的状态，需要了解

四：操作系统如何管理进程

如果操作系统要想管理进程，管理软件运行，只是依靠软件的名字是不够的，进程下应用程序会出现同名的情况。因此需要了解PID（process ID）如下（进程ID号----有且只有一个）

每个linux进程都一定有一个唯一的数字标识符，称为进程ID（process ID）。进程ID总是一非负整数（0-65535）

每一个程序在运行的时候变成了一个进程，这个时候操作系统就会为这个进程分配一个单独的ID号，这个ID号数量总数65535，ID号是在65535内部之间随意取一个 。现在打开某一个程序，和之后打开某一个相同程序，ID号是不同的（随机分配0-65535之间随意的ID）

取PID是否有一定的顺序？

如图，PID，有1 2 3 4 但是没有5 ，虽然是有一定的顺序，但是是有缺失。

自己跑动的程序也会有一个PID

死循环例子 运行一下程序（重新生成解决方案），终端中跑一下

#include
using namespace std;

int main()
{
	while (1)
	{

	}
	return 0;
}

运行一下程序 

 

 查看进程

18::05有一个./main，同时PID是45244 

R+  表示  在运行

ctrl+c结束程序，./main再次运行程序

同样查看进程

 

可以看到18::06有一个./main，此时分配到的PID是45260 

由上示例看出，同一个程序，前后两次运行不同，pid号随机分配

 五：第一次运行的进程-0号进程

pstree

通过这个命令可以查看进程的一个树状结构-进程树

 

systemd就是最初的那个进程 （程序运行起来的最初的进程）

systemd其实还不算是真正的0号进程，因为0号进程在ubuntu中被隐藏掉了，ubuntu中只能看到1号进程。--相当于由这个1号进程来管理所有的进程，初始的进程就是一个进程管理者

Networkmanager----专门管理网卡，专门管理网络的

gdm3----是ubuntu的主题（登录界面）

vmtoolsd----虚拟机的工具 （也算一个进程）

 

sshd----安装的远程连接，ssh服务（以上的都是ubuntu操作系统运行起来都会有的基础进程）

六：进程的管理

这个管理称为PCB----P：process  C：conrtol  B：brok

Linux系统是一个多进程的系统，进程之间具有并行性、互不干扰的特点。

      linux中进程包含PCB（进程控制块）、程序以及程序所操纵的数据结构集，可分为“代码段”、“数据段”和“堆栈段”。

 每一个进程都有自己的代码，每一个进程都有自己的数据，每一个进程都有自己的堆栈，通过管理这些，来管理进程。

七：进程状态

•运行状态R（TASK_RUNNING） •可中断睡眠状态S（TASK_INTERRUPTIBLE） •不可中断睡眠状态D（TASK_UNINTERRUPTIBLE） •暂停状态T（TASK_STOPPED或TASK_TRACED） •僵尸状态Z（TASK_ZOMBIE） •退出状态X(TASK_DEAD)

八：进程状态转换

进程状态之间可以相互切换

 

九：Init进程 - 初始化进程

•进程ID为1通常是init进程，在自举过程结束时由内核调用。 •init进程绝不会终止。（关键点）（这个进程是用来管理其他进程的，这个进程杀不掉） •它是一个普通的用户进程(与交换进程不同，它不是内核中的系统进程)，但是它以超级用户特权运行。

十：获取进程标识

•#include •#include •pid_t getpid(void);   返回：调用进程的进程I D •pid_t getppid(void);   返回：调用进程的父进程I D •uid_t getuid(void);   返回：调用进程的实际用户I D •uid_t geteuid(void);   返回：调用进程的有效用户I D •gid_t getpgid(void);   返回：调用进程的实际组I D •gid_t getegid(void);   返回：调用进程的有效组I D

如getpid 相当于在代码端可以直接看到，当前这个程序的一个进程号

 

#include
#include 
#include 


using namespace std;

int main()
{
	while (1)
	{
		cout << "pid = " << getpid() << endl;
		sleep(1);
	}
	return 0;
}

在终端运行查看一下id号

 

可以查看程序运行进程号 。

可以自己通过代码来创建一个新的进程，也就是说，程序不再是单一的一个main函数从头走到尾，现在的程序需要做到多进程开发，也就是说一个程序，main函数运行的时候，通过代码的编译链接执行，在代码当中创建出一个有很多个进程，叫做多进程的运行方式。

学习进程管理的目的--多进程运行方式

之后学习在代码中自己创建出进程---fork系统调用