进程控制
进程的基本概念
进程与程序
- 进程，就是程序的一次执行
- 进程是系统中的一个对象，它对应一个程序的执行流并且是一个资源分配的单位
- 操作系统以进程为单位，管理这个执行流和它占用的内存等资源，并负责做到多个进程之间互不影响
- 程序：是一个由CPU指令和数据结构构成的集合，这些指令和数据存放在磁盘的一个普通文件中
- 常见的可执行文件和目标文件的格式有
EIF格式和COFF格式 -
EIF：可执行和链接格式 -
COFF：普通目标文件格式 - 程序文件不允许删除，也不允许改动
- 几个同时允许的进程可以由同一程序初始化得到，然而这些进程之间并没有什么联系
进程的组成部分
-
进程是操作系统管理系统活动的基本单位
-
包括四部分：
指令段，用户数据段，用户堆栈段，系统数据段 -
指令段：
1，正文段，存放程序的CPU指令代码
2，大小固定不变 -
用户数据段： 存放程序运行所需要的数据
-
用户堆栈段： 用户程序执行所需要的堆栈空间，用于实现函数的嵌套调用
-
系统数据段：操作系统内的数据
1，每个进程对应一套数据，包括页表和进程控制块（PCB） -
UNIX是分是系统
-
未初始化的数据指未赋初值的全局或静态变量
-
UNIX的命令
size可以列出程序文件或者编译产生的目标文件中相应段的大小 -
size filename-list
进程的状态
- 运行状态和阻塞状态（睡眠状态）
- 区别：系统总是按照优先级在分时处理运行状态的进程，而不顾那些处于阻塞状态的进程
进程状态的转换
time：进程执行的时间
-
时间包括：实际时间，系统时间和用户时间
-
vmstat：打印出整个系统，包括所有进程，近期内占用CPU的情况
忙等待
- 一个忙等到的程序是不可取的
-
sleep(sec): 将当前进程设置为睡眠状态，睡眠一段时间，然后醒来 ——》定时轮询
fork：创建新进程
- fork系统调用时创建新进程的
唯一方式 - fork调用唯一能出错的原因时系统中的
资源耗尽 - 新的进程叫做
子进程，原先的进程叫做父进程 - 继承：子进程的指令段，数据段，用户堆栈段，统统是父进程一摸一样的复制，系统数据段几乎是
- 返回值用于区分父进程和子进程：例如：
int p;
p = fork();
- 这句语句可以分解为两个动作：
1，执行fork( )系统调用
2，给变量p赋值 - 在对p赋值时，父进程的p得到一个正整数（子进程的PD号），而子进程的p得到0
exec：重新初始化进程
- exec系统调用，从一个指定的程序文件重新初始化一个进程
- exec系统调用就是在就进程中运行新进程（用现在的壳执行一个指令的程序）
- exec系统调用有6种调用格式，区别在于如何从exec的参数中提供用户堆栈段的初始化状态，包括命令行参数和环境参数
wait：等待子进程允许结束
- 子进程中止后，会产生“僵尸“进程
- "僵尸"进程是进程生命期结束时的一种特殊状态，系统已经释放了进程占用的包括内存在内的系统资源，但是，仍然在内核中保留进程的部分数据结构，记录进程的终止状态，等待父进程来**“收尸”**
- 系统调用
wait就是等待当前进程的任一个子进程终止，获取子进程终止的状态 - wait系统调用的最重要的功能是销毁子进程的僵尸，得到子进程终止状态并回收僵尸子进程占用的系统资源
- 如果执行
wait时，还没有子进程终止，则父进程进入睡眠状态等待，直到有一个子进程终止 - 如果执行
wait时，已经有子进程终止，则wait会立刻返回 - wait的函数原型：
#include<sys/wait.h>
pid = wait(int *status);
- 函数的返回值时已终止的子进程的PID号，status中会返回子进程终止的原因
- 子进程终止有两种情况：
1，进程自愿终止（自杀）：WIFEXITED(status)
2，异常终止（被杀）:WIFSIGNALED(status)
xsh0.c：最简单的shell
vfork 和 _exit
-
vfork的基本做法是子进程临时借用父进程的数据段，指令段和用户堆栈段 - 父子进程使用相同的逻辑地址空间
-
vork创建了子进程后，父进程睡眠等待，不再运行，一直等待子进程执行了exec系统调用或者子进程终止之后，父进程才开始执行，以保证父子进程不会同时访问到同一个数据段或堆栈段 - 如果子进程一定要等待父进程完成某个操作后才进行exec或终止子进程，那么就会产生
死锁 - vfork后子进程不允许从调用vfork的函数返回，子程序的流程选择必须是下列两者之一：
1，必须通过_exit终止子进程
2，通过exec将程序流程转到新的程序
system：在程序中运行一个命令
- system可以用一个字符串串第一个shell的命令，然后执行
- 函数原型：
int system(char *string) - 库函数system( )就是利用
fork( ), exec( ), wait( )实现的
ps：列出进程的状态
-
ps（process status）命令打印出系统中进程的当前状态，实际上就是将进程系统数据段中的部分进程属性有选择的打印出来
信号
信号的产生及信号类型
- 信号时送到进程的"软件中断"，它通知进程在他们的环境中出现了非正常事件
- 每个信号都是一个正整数
按键产生信号
- 当用户按下某个终端键时会产生信号
1，SIGINT信号：中断键Ctrl+C键默认情况下会中止当前的进程
2，SIGOUT信号：退出键Ctrl+\，默认情况下会导致当前进程中止，但会额外生成一个记录进程的内存存储图像的core文件，以使得调试程序可以使用core文件检查进程在终止时的状态
3，SIGTSTP信号：挂起键Ctrl+Z，默认处理时暂停当前进程的执行，挂起当前进程
硬件异常产生信号
-
SIGSEGV信号：段违例信号 -
SIGFPE信号：浮点异常，0做除数或者浮点溢出时 -
SIGBUS信号：总线错 -
SIGLL信号：非法指令
事件产生的信号
-
SIGALRM信号：闹钟信号 -
SIGPIPR信号：向管道的写操作 -
SIGTTIN信号：当前控制终端上的后台进程试图读终端，会导致终端向其发送～，进程终止 -
SIGHUP信号：挂断信号，进程终止 -
SIGCLD信号：子进程终止的时候，会产生僵尸进程，内核向父进程发送～，wait（）
其他进程发送来的信号
-
kill命令 -
SIGTERM信号：用户直接使用kill命令，不附带任何选项，会给进程送达一个～， - 中止一个进程的方法
kill：发送信号
- 功能：将一个信号送达一个进程或者进程组内的所有进程
kill命令
- 用法：
kill -signal PID-list
会晤组和进程组
-
进程组号（PGID）：创建子进程的时候从父进程那里继承来的，PGID相同的所有进程构成一个进程组 - PGID和PID相等的进程时进程组的组长，组长进程终止后，进程组照样可以存在
- 一个会晤组有一个或多个进程组构成
-
会晤组号（SID）：进程的SID也是创建子进程的时候从父进程那里继承来的，SID相同的所有进程构成一个会晤组 - PID和SID相等的进程是会晤组首进程