进程的深度理解

进程地址空间
什么是进程地址空间？
每个进程都有一个进程的地址空间，系统中可能存在多个进程，所以系统一定存在多个地址空间。
地址空间是如何被管理的呢？
答：先描述：地址空间本质是一个数据结构
struct mm_struct{}
再组织
为什么要有进程地址空间呢？
1.为了连续存储数据
2.封装性，保护数据，防止野指针等非法访问。
对于进程地址空间的理解：
进程地址空间不是物理内存，它是对物理内存的一种虚拟。
申请空间的本质：向内存索要空间，得到物理地址然后在特定区域申请没有被使用的虚拟地址，建立映射关系，返回虚拟地址即可。

进程的优先级
s=使用ps -l命令查看

UID：执行者的身份
PID：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，即这个该进程的父亲的代号
PRI（默认值是80）：代表这个进程可被执行的优先级。其值越小优先级越高
NI（-20<=nice<=19）：代表这个进程的nice值
PRI(new) = PRI(old)+nice (其中PRI（old）始终等于80）
使用top命令更改已存在进程的nice值
1.top
2.进入top后按”r“ -> 输入进程pid -> 输入nice值
进程的四个特性：
1.竞争性：系统进程数目众多，而CPU资源只有少量，甚至一个，所以进程之间是具有竞争性的。为了高效率完成任务，更合理竞争相关资源，便具有了优先级。
2.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打扰
3.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
4.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。

进程的创建：
fork系统调用接口函数——pid_t id = fork（）;
1.如何理解进程的创建：创建进程，本质是系统多了一个进程，多了一个进程，系统则就要多一组管理进程的数据结构+该进程对应的代码和数据。
2.fork为什么会有两个返回值？
pid_t id = fork（）;
{//创建子进程；
//给子进程创建task_struct
return id;}
3.fork父子执行顺序和代码和数据复制的问题-初始
进程数据=代码+数据
父进程创建子进程的时候，代码是共享的，数据是个私自有一份（写实拷贝）
通过数据私有，显示进程的独立性。
代码是逻辑，一般是不可修改的，数据通常下即可读又可写。
父子进程谁先运行是由linux内核中的调度器来决定的。
读取退出信息 echo ￥？ 最近一次命令运行的退出码
写时拷贝（本质是修改页表与物理内存的映射关系）
通常父子代码共享，父子在不写入时，数据也是共享的，当任意一方试图写入，便以写时拷贝的方式各自一份副本。
父子代码共享是因为代码不可被修改（只读权限）这个权限是由页表设置的，各自私有代码的话会浪费空间。

进程等待
进程等待的必要性：
为了防止进程变成僵尸状态从而造成内存泄露，父进程可以通过进程等待的方式，回收子进程资源，获取子进程的退出信息
1.
pid_t wait(int *status); ->status:输出型参数，获取子进程退出状态，不关心则设置成为NULL
阻塞父进程，让其等待，等待子进程退出
失败返回-1，成功返回被等待进程pid
2.
pid_t waitpid(pid_t pid,int *status,int options);
返回值：当正常返回的时候，waitpid返回收集到的子进程的进程ID；
如果设置了选项WNOHANG，而调用中waitpid发现没有已退出的子进程可手机，则返回0；
如果调用中出错，则返回-1，这时errno会被设置成相应的值一直是错误所在；
参数：
pid:
pid = -1，等待任意一个子进程，与wait等效
pid>0,等待其进程ID与pid相等的子进程。
status：
WIFEXITED（status）：若为正常终止子进程返回的状态，则为真。（查看进程是否正常退出）
等价于：!(status & 0x7F)
WEXITSTATUS(status):若WIFEXITED非零，提取子进程退出码。
等价于((status>>8)&0xFF)

#include
 #include
   #include
   #include                                                                                                                                                   
   using namespace std;
   int main()
   {
       pid_t ret = fork();
       if(ret == 0)
      {
          //child
         cout<<"I am son: "<0 && (status& 0x7F)==0)//正常退出
          {
    cout<<"child exit code:"<<((status>>8)&0xFF<0)//异常退出
         {
              cout<<(status&0x7F)< 
进程程序替换：（代码发生写时拷贝）
 替换原理：用fork创建子进程后执行的是和父进程相同的程序（但有可能执行不同的代码分支），子进程往往要调用一种exec函数以执行另一个程序。当进程调用一种exec函数时，该进程的用户空间代码和数据完全被新程序替换，从新程序的启动例程开始执行。调用exec并不创建新进程，所以调用exec前后该进程的id并未改变
 
 int execl(const char *path, const char *arg, …);
 
int execlp(const char *file, const char *arg, …);
 
int execle(const char *path, const char *arg, …, char * const envp[]);
 
int execv(const char *path, char *const argv[]);
 
int execvp(const char *file, char *const argv[]);
 参数：
 第一个参数代表你要执行什么，后续参数表示在命令行中如何调用执行（等同于命令行参数）
 l(list):表示参数采用列表
 v(vector):参数用数组
 p（path）：有p自动搜索环境变量PATH
 e（env）：表示自己维护环境变量
 函数解释
 这些函数如果调用成功则加载新的程序从启动代码开始执行，不再返回
 如果调用出错则会返回-1
 即只有当调用exec函数失败的时候才会有返回值
 
 
进程终止
 程序退出场景：
 1.代码运行完毕，结果正确
 2.代码运行完毕，结果不正确
 3.代码异常终止
 正常退出的情况：
 ·从main返回
 ·调用exit（库函数）
 ·_exit（系统调用）
 异常退出的情况：
 ·ctrl+c 信号终止
 
 调用exit的过程：
 
 return：叫做终止函数，在main函数中return相当于进程退出。
 在其他函数中renturn相当于函数返回值。
 exit（库函数）：终止整个进程，任何地方调用都会终止进程
 _exit（系统调用接口）：
 与exit的区别有1.exit会执行用户定义的清理函数
 2.exit会刷新缓冲区，关闭所有打开的流
 而_exit则会直接退出进程。啥事都不干。