操作系统·进程

终端用户的需要
当终端用户在自己的程序运行期间发现有可疑问题时，往往希望暂时使自己的进程静止下来。

父进程的需要
父进程常常希望考察和修改子进程或者当要协调各子进程间的活动

操作系统的需要
操作系统有时需要挂起某些进程，检查运行中资源的使用情况及进行记账，以便改善系统运行的性能。

对换的需要
为了缓解内存紧张的情况，即将内存中处于阻塞状态的进程换至辅存上，使进程又处于一种有别于阻塞状态的新状态。

负荷调节的需要

－进程控制块记录进程信息
－操作系统是根据进程控制块PCB来对并发执行的进程进行控制和管理的 
－PCB是进程存在的唯一标志

	－算法：把处理机分配给最先进入就绪队列的进程 
    －优点：易于实现
    －缺点：表面上公平，服务质量不佳 、对短进程不利

   －算法：响应比=（等待时间+要求的服务时间）/要求的服务时间 ，每次选取响应比最高的进程调度        
   －优点：所以对短进程有利，并且考虑了等待时间
   －缺点：计算响应比有一定的系统开销

进程在开始创建时，根据某种原则确定一个优先级后，随着进程执行时间的变化，其优先级不断地进行动态调整 
确定依据：根据进程占有的CPU时间的长短来决定，占有时间越长优先级越低；根据进程等待CPU的时间来决定，时间越长优先级越高

   －进程未用完一个时间片便结束，这时系统应提前进行调度
   －进程在执行过程中提出I/O请求而阻塞，系统应将它放入相应的阻塞队列并引起调度 
   －进程用完一个时间片后尚未完成。系统应将它重新放到就绪队列的末尾，等待下次执行 

   －正在执行的进程运行完毕 
   －正在执行的进程调用阻塞原语将自己阻塞起来进入等待状态 
   －在采用抢占式优先级调度时，有优先级高于正在运行进程的进程进入就绪队列 
   －在分时系统中时间片已经用完 
   －CPU方式是可剥夺时，就绪队列中的某个进程 优先级变得高于当前运行进程的优先级 

 	- 空闲让进
    - 忙则等待
    - 有限等待
    - 让权等待

#include <unistd.h>

pid_t fork(void);

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

pid_t getpid(void); //获取进程ID
pid_t getppid(void); //获取父进程ID

(1)复制父进程的系统环境（放心，只要是你开的进程，肯定有父进程）
(2)在内核中建立进程结构
(3)将结构插入到进程列表，便于维护
(4)分配资源给该进程
(5)复制父进程的内存映射消息
(6)管理文件描述符和链接点
(7)通知父进程

#include<unistd.h>

int execve(const char *path,char *const argv[],char *const envp[]);//这个是真正的系统调用
//以下的函数最后都是调用这个函数

int execl(const char *path,char *const argv,···);
int execlp(const char *file,char *const argv,···);
int execle(const char *path,char *const argv,···· ,char *const envp[]);
int execv(const char *path,char *const argv[]);
int execvp(const char *file,char *const argv,);

#ifdef HAVE_CONFIG_H
#include <config.h>
#endif

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
  //以NULL结尾的字符串数组的指针，适合包含v的exec函数参数
  char *arg[] = {"ls", "-a", NULL};
  
  /**
   * 创建子进程并调用函数execl
   * execl 中希望接收以逗号分隔的参数列表，并以NULL指针为结束标志
   */
  if( fork() == 0 )
  {
    // in clild 
    printf( "1------------execl------------\n" );
    if( execl( "/bin/ls", "ls","-a", NULL ) == -1 )
    {
      perror( "execl error " );
      exit(1);
    }
  }
  
  /**
   *创建子进程并调用函数execv
   *execv中希望接收一个以NULL结尾的字符串数组的指针
   */
  if( fork() == 0 )
  {
    // in child 
    printf("2------------execv------------\n");
    if( execv( "/bin/ls",arg) < 0)
    {
      perror("execv error ");
      exit(1);
    }
  }
  
  /**
   *创建子进程并调用 execlp
   *execlp中
   *l希望接收以逗号分隔的参数列表，列表以NULL指针作为结束标志
   *p是一个以NULL结尾的字符串数组指针，函数可以DOS的PATH变量查找子程序文件
   */
  if( fork() == 0 )
  {
    // in clhild 
    printf("3------------execlp------------\n");
    if( execlp( "ls", "ls", "-a", NULL ) < 0 )
    {
      perror( "execlp error " );
      exit(1);
    }
  }
  
  /**
   *创建子里程并调用execvp
   *v 望接收到一个以NULL结尾的字符串数组的指针
   *p 是一个以NULL结尾的字符串数组指针，函数可以DOS的PATH变量查找子程序文件
   */
  if( fork() == 0 )
  {
    printf("4------------execvp------------\n");
    if( execvp( "ls", arg ) < 0 )
    {
      perror( "execvp error " );
      exit( 1 );
    }
  }
  
  /**
   *创建子进程并调用execle
   *l 希望接收以逗号分隔的参数列表，列表以NULL指针作为结束标志
   *e 函数传递指定参数envp，允许改变子进程的环境，无后缀e时，子进程使用当前程序的环境
   */
  if( fork() == 0 )
  {
    printf("5------------execle------------\n");
    if( execle("/bin/ls", "ls", "-a", NULL, NULL) == -1 )
    {
      perror("execle error ");
      exit(1);
    }
  }
  
  /**
   *创建子进程并调用execve
   * v 希望接收到一个以NULL结尾的字符串数组的指针
   * e 函数传递指定参数envp，允许改变子进程的环境，无后缀e时，子进程使用当前程序的环境
   */
  if( fork() == 0 )
  {
    printf("6------------execve-----------\n");
    if( execve( "/bin/ls", arg, NULL ) == 0)
    {
      perror("execve error ");
      exit(1);
    }
  }
  return EXIT_SUCCESS;
}

有几种方式终止进程：
（1）main返回
（2）调用exit
（3）调用_exit
（4）调用abort（给自己发送异常终止信号）
（5）由一个信号终止

#include<sys/types.h>
#include<sys/wait.h>

pid_t wait(int *status);
//这里的status为一个整形指针，是该子进程的返回状态。若该指针不为空，则可以通过该指针获取子进程退出时的状态。

pid_t waitpid(pid_t pid,int *status,int options);
// pid是进程号
/*
	<-1 回收指定进程组内的任意子进程
	-1 回收任意子进程
	0 回收和当前waitpid调用一个组的所有子进程
	>0 回收指定ID的子进程
*/
//options：
/*
WNOHANG:强制回收，不阻塞。
WUNTRANCED:一般用上面那个
*/