多任务并发：进程管理的核心奥秘
多任务（并发）：让系统具备同时处理多个任务的能力
1. 多进程
2. 多线程
3. 进程间通信
一、进程的基本概念
1. 什么是进程？
正在运行的程序，其运行过程中需要消耗内存和CPU。
进程的特点：
动态性：进程是程序运行的一次执行过程，有创建、运行、结束等生命周期。
独立性：每一个进程拥有其独立的内存空间和系统资源，相互之间一般不直接干扰。
并发性：操作系统可以同时运行多个进程，通过CPU调度实现。
2.程序和进程有什么区别？
程序（Program）
定义：是一组静态的数据集合，存储在硬盘空间，是计算机执行特定任务的代码和数据的集合。
程序运行起来可以产生进程；
一个程序可以产生多个进程
特点：静态的：不运行时只是一堆代码和数据，不占用系统资源（除了磁盘空间）。
可复用的：同一个程序可以被多次执行（例如多次打开同一个软件）。
持久的：程序文件会长期保存在存储设备中，直到被主动删除。
进程（Process）
定义：进程是程序的一次动态执行过程，是操作系统进行资源分配和调度的基本单位。当程序被加载到内存中运行时，就成为了进程。
特点：动态性：进程是程序运行的一次执行过程，需要消耗内存和CPU，有创建、运行、结束等生命周期。
独立性：每一个进程拥有其独立的内存空间和系统资源，相互之间一般不直接干扰。
并发性：操作系统可以同时运行多个进程，通过CPU调度实现。
一个进程中也可执行多个程序
二、进程的产生
进程产生时，操作系统都会为其分配0-4G的虚拟内存空间。
三、进程的调度
CPU：数据处理速度快
宏观并行，微观串行
cpu调度算法
1、时间片轮询算法
2、先来先服务，后来后服务（任务队列）
3、短作业优先调度
4、高优先级先执行，低优先级后执行
四、进程的状态
操作系统进程进程三态图：
Linux操作系统的进程状态：
1.运行态(用户运行态、内核运行态) R
正在执行,且被CPU任务调度所执行的进程
2.就绪态 R
正在执行,没有CPU任务调度执行的进程（只缺少cpu）
3.可唤醒等待态 S
也称为睡眠态,阻塞等待资源的进程
4.不可唤醒等待态 D
不想被CPU任务调度所打断的进程任务可以设置为不可唤醒等待态
5.暂停态 T
被暂停执行的进程
6.僵尸态 Z
进程执行结束,空间没有被回收
7.结束态 X
进程执行结束,空间被回收
五、进程的消亡
1. 进程执行结束（进程退出）
2. 回收进程资源空间
六、进程相关命令
PID：进程的ID号
PPID ：父进程ID号
父进程：产生子进程的进程称为父进程
子进程：父进程产生出来的新进程即为该父进程的子进程
1. ps -aux
查看进程相关参数：PID、状态、CPU占有率、内存占有率
ps -aux | grep ./a.out
| ： 管道 ：前面命令的输出作为后面命令的输入
grep ： 字符串查找：在输入中查找和后面字符串相关的数据
2. top
动态查看进程的相关参数：CPU占有率、内存占有率
3. ps -ef
查看该进程的ID和父进程ID
4. pstree
查看进程的产生关系
pstree -p
查看进程的产生关系(有PID号)
pstree -sp 进程PID号
查看某个指定的进程的产生关系
5. kill -信号的编号/信号的名称 PID
向进程发送信号，让进程的状态发生变化
kill -l
查看系统支持的信号
结束一个进程：
kill -9 PID
kill -SIGKILL PID
killall -9 进程名称
+前台进程
后台进程
jobs
查看当前终端的后台进程
fg 后台进程编号
让后台进程切换成前台进程
七、进程相关编程
1.fork函数
需要的头文件：#include <sys/types.h> #include <unistd.h>
函数原型：pid_t fork(void);
功能：复制当前进程（父进程），生成一个新进程（子进程）。
复制特性：
子进程完全拷贝父进程0-3G的虚拟内存空间，但两者拥有独立的地址空间，后续修改互不影响
子进程拷贝父进程PCB（进程控制块）块中的部分内容：PID不拷贝
返回值：
关键特点：调用一次，返回两次：
父进程中，fork()返回子进程的进程ID（PID，非负整数）
子进程中，fork()返回0。
若创建失败，父进程会返回-1。
执行顺序：父进程和子进程的执行顺序由操作系统调度器决定，不确定谁先运行。
getpid(); 获取当前进程自己的PID号
getppid()：获取当前进程父进程的PID号
注意：
1. 子进程完完整整拷贝父进程0-3G虚拟内存空间。
2. 父子进程栈区、数据区、文本区、堆区完全独立，数据不共享
3. 要想共享数据，需要使用进程间通信方式实现
练习：
1. 使用fork函数创建新进程，父进程打印自己的PID和自己子进程的pid，子进程中打印自己的PID和父进程的PID
#include<stdio.h>int main()
{pid_t pid = fork;if(pid > 0){printf("自己的PID：%d 自己子进程的PID",getpid(),pid);}else if(pid == 0){printf("自己的PID：%d 自己父进程的PID",getpid(),getppid());}else if{perror(fork error);}return 0;
}2.进程调度：操作系统完成
1.进程退出：return、exit()相关函数
1）main中return
2) exit ()、_exit() :结束一个进程
exit (0) : 正常退出
exit (非0) ：由于进程产生了某种问题，需要主动退出进程
2.回收资源空间：wait（）、waitpid（）
僵尸进程：父进程未回收已终止子进程的资源， 退出后，但其资源空间未被父进程回收
如何避免僵尸进程产生：
1. 子进程退出后，父进程及时为其回收资源空间
2. 让该进程成为一个孤儿进程，结束时被操作系统中的系统进程回收
孤儿进程：父进程先消亡，其对应的子进程成为一个孤儿进程，会被系统进程所收养
（守护类的进程）