【Linux】进程概念与进程状态_为什么linux 父进程id不变子进程id会改变

一、什么进程

1.进程概念

说到进程，书里经常给出简短的话对其解释：一个运行起来（加载到内存）的程序就是进程

那么为什么呢？在了解操作系统是如何实现进程管理之前，我们先来具体了解进程到底是什么

由上篇博客我们已经知道，任何程序在运行时都需先加载到内存，CPU只与内存进行交互。假如我们现在写了一个程序，而程序的本质就是一个存放在磁盘上的文件。所以当我们要运行程序时，程序首先需要加载到内存中。

此时就有问题了❓

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在加载这个文件时，此时会不会有其他文件也在加载中？那要先加载哪一个？同时许多程序在加载时，每个程序要给其调度多少资源？此时内存中已运行结束的程序缓存要不要清除？…

此时此刻那叫一个手忙脚乱，因此我们的管理大师 — 操作系统说：”无所谓，我会出手“

操作系统管理的理念是什么？ — 先描述，再组织

所以操作系统首先把所有的进程都描述起来，而为了描述每一个进程，就产生了PCB

2.描述进程-PCB

每个进程都有其属性，比如：加载的紧急程度、需要调用什么资源、占用多少空间…所以在管理进程时，操作系统会根据每个进程的需求去给其添加相应的属性，然后将其打包起来变成一个个”进程控制块“,又叫PCB。

在windows操作系统上，这些进程控制块直接称为PCB
而在linux操作系统中，这些进程控制块被命名为：task_struct

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。
• 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

3.组织进程

描述完之后，操作系统便利用数据结构对其进行组织。比如通过链表，将每个PCB链接起来

所以到最后，所谓的进程管理，变成了对进程对应的PCB进行相关的管理，再通过数据结构转化为对链表的增删查改。

综上所述，准确来说
进程 = 内核数据结构（task_struct）+进程对应的磁盘代码

二、进程的基本操作

1.查看进程

✏️借助管道使用 ps axj 指令配合 grep 指令来查看指定进程

我们可以在Linux中写一段死循环的程序，便于我们查看进程

2.获取进程标识符

• 进程id：pid
• 父进程id：ppid
• 获取进程id：getpid( )
• 获取父进程id：getppid( )

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

int main()
{
    while(1)
     {
         printf("我是一个进程，我的id是：%d,我的父进程id是%d\n",getpid(),getppid());
         sleep(1);                                                                                                                                                                      
     }
     return 0;
 }
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❓当我们中止进程再重新加载，id又会是什么呢？

由图我们可以发现，当我们重新运行程序时，此程序进程的id会与之前不同。因为重新运行也即是重新从磁盘中加载到内存，所以进程的id便会改变。但是我们发现它的父进程id是不变的？那到底是谁来产生的子进程呢？

通过具体查看进程，我们发现，test程序的父进程是bash，bash也即是shell外壳。这也证明了在执行指令时，shell为了防止程序有误奔溃，导致自身奔溃，所以安全起见，在运行程序时，shell不会自己去执行指令，而是不断地去派生子进程去执行。所以这也是每个程序进程在不断重新运行时，其父进程保持不变的原因。

3.初识创建子进程

认识完子进程父进程，我们是否能够自己手动去创建子进程呢？系统调用接口提供了 fork 让我们实现这个目的

fork 在进程管理中能够起到许多作用，而我们目前作为初步认识进程管理，也不对fork进行过多展开，初识fork即可。

在Linux中我们可以通过指令 man 了解fork的用法

简而言之，fork能够创建子进程✏️我们通过代码验证一下

代码的运行结果发现，printf( )函数我们只写了一次，但是运行结果却调用了2次，正是因为fork执行创建了子进程后，会有两个进程去执行fork( )之后的代码

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