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进程1111

news 来源：原创 2025/5/17 6:26:43

一、操作系统的“管理”——简要概述

核心思想：

操作系统可以被比作“硬件的管理者”和“资源的组织者”。它的主要工作就是“管理硬件”和“组织资源”。

比喻：

想象你家里有一堆杂乱的物品（硬件，比如CPU、内存、硬盘、鼠标、键盘等），每个物品都有自己的属性（存储器容量、连接状态等）。操作系统就像一个管理员，把这些物品用“结构体struct”描述，把它们组织成不同的数据结构，比如链表、树等。

例如：

将硬件描述为一个“硬件结构体”，里面包括硬件的类型、状态、连接的接口等属性。
这些硬件用链表（比如所有硬盘连接在一条链表里）管理，方便“增删查改”。

总结：

操作系统的“管理”可以理解为：描述硬件，把它们组织成“结构体结构”，然后通过不同的数据结构（链表、数组、树）管理硬件的状态和资源。

二、什么是“进程”？

定义：

进程就是“运行中的程序”，当然也可以理解为：

当你在计算机上运行一段软件或命令，系统会把这个“事件”定义为一个“进程”；
每个进程都有一个唯一的“编号”——PID（Process ID），就像身份证一样。

关键点：

进程是系统中“正在运行的程序实例”。
你启动一个程序，例如打开浏览器，那么它就变成一个“活动的进程”。

理解：

比如：你用浏览器打网页，浏览器这个应用程序被操作系统转换为一个“正在运行的实体”，它就被叫做“进程”。

三、描述进程——PCB（进程控制块）

PCB的作用：

每个进程在系统中，都由一个叫做“进程控制块（Process Control Block，简称PCB）”的结构体存放信息。

在Linux系统中，这个结构体叫task_struct。

内容分类：

PCB就像“进程的身份证和档案袋”，里面存放了各种各样的“信息”：

内容类别	说明
标识符	唯一标识这个进程的编号（PID）
状态	这个进程的当前状态（正在运行、睡眠、停止等）
优先级	进程的优先级，决定调度先后，数字越低越优先
程序计数器	下一要执行的指令地址，也叫PC（Program Counter）
内存指针	指向代码段、数据段、共享内存的地址
寄存器保存区	保存CPU中的寄存器信息，暂停和恢复时用
I/O状态	输入输出请求和使用的设备信息
统计信息	处理器时间、运行时间、限制时间等

简单总结：

PCB是“存放进程信息的容器”，包含了进程的大战略信息（状态、优先级、资源等）。

四、如何查看和管理进程

1. 查看所有进程

通过 /proc 文件系统：

你可以访问 /proc/1 来获取编号为1的进程信息（在Linux里，/proc/是“虚拟文件系统”存放所有关于进程、硬件信息的接口）
使用 Linux 命令：
- ps：显示当前系统的进程信息
- top：实时动态显示进程信息

ps -ajx

这条命令会列出所有进程信息（用户、PID、优先级、状态等）

2. 杀死某个进程

命令：

kill -9 pid

这里-9代表“强制终止”，pid是目标进程编号。

3. 查看进程的详细信息

通过调用系统函数 getpid() 获取自己的PID
通过 getppid() 获取父进程PID

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>int main() {printf("我的PID：%d\n", getpid());printf("父PID：%d\n", getppid());return 0;
}

4. 创建新进程

使用 fork()函数
运行流程：
- 调用fork()后，系统会复制父进程，生成一个“子进程”
- fork()的返回值：在父进程返回子进程的PID，在子进程返回0

示例：

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>int main() {int ret = fork();if (ret < 0) {perror("fork失败");return 1;} else if (ret == 0) {printf("我是子进程，PID：%d\n", getpid()); //子进程} else {printf("我是父进程，子进程PID：%d\n", ret);}sleep(1);return 0;
}

五、进程的特性和状态

特性：

竞争性： 多个进程争夺CPU资源，谁先得到资源由调度策略决定。
独立性： 每个进程拥有自己的资源，不会互相干扰。
并行： 多核CPU可以让多个进程同时运行。
并发： 单核CPU上通过时间片轮转实现多进程“共存”。

状态分类：

状态	说明	示例命令或示意
运行（R）	进程正在执行或在就绪队列等待调度	`ps`命令可以看到。
睡眠（S）	等待事件或资源（睡眠状态）	使用`kill -19 pid`暂停进程
磁盘休眠（D）	等待IO，不可中断	出现磁盘I/O等待，不能用普通信号唤醒
停止（T）	被暂停、停止状态	使用 `kill -STOP pid`