任何计算机系统都包含一个基本的程序集合,称为操作系统(OS)。笼统的理解,操作系统包括:
在整个计算机软硬件架构中,操作系统的定位是:一款纯正的“搞管理”的软件
计算机管理硬件:
在开发角度,操作系统对外会表现为一个整体,但是会暴露自己的部分接口,供上层开发使用,这部分由操作系统提供的接口,叫做系统调用。 系统调用在使用上,功能比较基础,对用户的要求相对也比较高,开发者可以对部分系统调用进行适度封装,从而形成库,有了库,就很有利于更上层用户或者开发者进行二次开发。
课本概念:程序的一个执行实例,正在执行的程序等 内核观点:担当分配系统资源(CPU时间,内存)的实体。
进程信息被放在一个叫做进程控制块的数据结构中,可以理解为进程属性的集合。课本上称之为PCB(process control block),Linux操作系统下的PCB是: task_struct。
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。
所有运行在系统里的进程都以task_struct链表的形式存在内核里。
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
while(1){
sleep(1);
}
return 0;
}
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
printf("pid: %d\n", getpid());
printf("ppid: %d\n", getppid());
return 0;
}
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
int ret = fork();
if(ret < 0){
perror("fork");
return 1;
}
else if(ret == 0){ //child
printf("I am child : %d!, ret: %d\n", getpid(), ret);
}else{ //father
printf("I am father : %d!, ret: %d\n", getpid(), ret);
}
sleep(1);
return 0;
}
看看Linux内核源代码怎么说 :
/*
* The task state array is a strange "bitmap" of
* reasons to sleep. Thus "running" is zero, and
* you can test for combinations of others with
* simple bit tests.
*/
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 */
};
ps aux / ps axj 命令
僵死状态(Zombies)是一个比较特殊的状态。当进程退出并且父进程(使用wait()系统调用)没有读取到子进程退出的返回代码时就会产生僵尸进程僵死进程会以终止状态保持在进程表中,并且会一直在等待父进程读取退出状态代码。 所以,只要子进程退出,父进程还在运行,但父进程没有读取子进程状态,子进程进入Z状态。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
pid_t id = fork();
if(id < 0){
perror("fork");
return 1;
}
else if(id > 0){ //parent
printf("parent[%d] is sleeping...\n", getpid());
sleep(30);
}
else{
printf("child[%d] is begin Z...\n", getpid());
sleep(5);
exit(EXIT_SUCCESS);
}
return 0;
}
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
pid_t id = fork();
if(id < 0){
perror("fork");
return 1;
}
else if(id == 0){//child
printf("I am child, pid : %d\n", getpid());
sleep(10);
}else{//parent
printf("I am parent, pid: %d\n", getpid());
sleep(3);
exit(0);
}
return 0;
}
echo $NAME //NAME:你的环境变量名称
#include <stdio.h>
int main()
{
printf("hello world!\n");
return 0;
}
每个程序都会收到一张环境表,环境表是一个字符指针数组,每个指针指向一个以’\0’结尾的环境字符串 。
#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;
}
#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
extern char **environ;
int i = 0;
for(; environ[i]; i++){
printf("%s\n", environ[i]);
}
return 0;
}
libc中定义的全局变量environ指向环境变量表,environ没有包含在任何头文件中,所以在使用时 要用extern声明。
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
printf("%s\n", getenv("PATH"));
return 0;
}
常用getenv和putenv函数来访问特定的环境变量。
环境变量通常具有全局属性,可以被子进程继承下去
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
char * env = getenv("MYENV");
if(env){
printf("%s\n", env);
}
return 0;
}
直接查看,发现没有结果,说明该环境变量根本不存在
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
int g_val = 0;
int main()
{
pid_t id = fork();
if(id < 0){
perror("fork");
return 0;
}
else if(id == 0){ //child,子进程肯定先跑完,也就是子进程先修改,完成之后,父进程再读取
g_val=100;
printf("child[%d]: %d : %p\n", getpid(), g_val, &g_val);
}else{ //parent
sleep(3);
printf("parent[%d]: %d : %p\n", getpid(), g_val, &g_val);
}
sleep(1);
return 0;
}
输出结果:
//与环境相关,观察现象即可
child[3046]: 100 : 0x80497e8
parent[3045]: 0 : 0x80497e8
父子进程,输出地址是一致的,但是变量内容不一样!能得出如下结论:
分页&虚拟地址空间:
同一个变量,地址相同,其实是虚拟地址相同,内容不同其实是被映射到了不同的物理地址!
在linux或者unix系统中,用ps –l
命令则会类似输出以下几个内容:
-PRI也是进程的优先级,或者通俗点说就是程序被CPU执行的先后顺序,此值越小,进程的优先级别越高