【Linux】进程
本文主要介绍了进程的相关理解：查看进程、进程状态、进程的优先级、环境变量、进程地址空间、Linux内核进程调度队列。
目录
冯诺依曼体系结构
操作系统
进程
查看进程
几点预备小知识
进程创建的代码方式
为什么要创建子进程
样例代码：依次创建多个进程
进程状态
Linux的进程状态
僵尸进程和孤儿进程
进程的运行、阻塞和挂起
进程的优先级
概念
Linux的优先级的特点&&查看方式
其他概念
命令行参数
环境变量
常见环境变量
整体理解环境变量和系统
获取环境变量代码实现
环境变量再理解
进程地址空间
从代码看现象
地址空间细节理解
如何理解地址空间
为什么要有地址空间
如何理解虚拟地址
Linux内核进程调度队列
优先级
活动队列
过期队列
active指针和expired指针
冯诺依曼体系结构
截止目前，我们所认识的计算机，都是由诸多硬件组成：
输入设备：键盘、显示器、摄像头、话筒、磁盘、网卡
输出设备：显示器、声卡、磁盘、网卡
CPU：运算器、控制器
存储器：内存
关于冯诺依曼体系结构，有这样的经典示意图：
图中的箭头可以看做数据的流向，数据是要在计算机的体系结构中进行流动的，在流动过程中，进行数据的加工处理，数据从一个设备到另一个设备，在本质上是一种拷贝！
数据设备间的拷贝效率，决定了计算机整机的效率。
关于冯诺依曼结构，需要强调几点：
1.CPU不和外设打交道，只和内存打交道。
2.外设输入输出的数据，不是直接给CPU，而是先要放到内存中
操作系统
操作系统就是一款软件，对软硬件资源进行管理。
对操作系统广义的认识：操作系统的内核+操作系统的外壳周边程序（给用户提供使用操作系统的方式）
对操作系统狭义的认识：只是操作系统的内核
为什么要有操作系统？
提供对软硬件资源进行管理（手段），为用户提供一个良好（稳定、安全、高效）的运行环境（目的）。
这里要引入一个非常重要的理念，任何管理（包括操作系统）都要遵循：
先描述，再组织！
这里的描述是指对管理对象进行描述，例如，在之前写通讯录时，先要定义一个包括各种联系人信息的结构体，然后使用数组这种数据结构进行组织。
在上图中，可以看到，操作系统为上面用户操作提供了系统调用接口，用户不能直接改变操作系统里的内容。
系统调用和库函数概念
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，所以，有心的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。
操作系统管理硬件
1.使用struct结构体对硬件描述
2.使用链表或其他数据结构组织起来
进程
所谓进程，是程序执行的一个实例，正在执行的程序。从内核观点看，进程是担当分配系统资源（CPU时间，内存）的实体。
进程信息被放在一个叫做进程数据块的数据结构中，是进程属性的集合。一般称之为PCB(process control block)，Linux操作系统下的PCB是：task_struct。
当加载一个程序时，对应的代码和数据被加载到内存中，但是代码和数据不是进程，只是进程的一部分，进程还包括对应的PCB。
存在PCB的原因是：OS要对进程进行管理，先描述，再组织。这样对进程的管理，就变成了对链表的增删查改！
总结一下，进程=PCB+自己的代码和数据，对Linux操作系统来说，进程=内核task_struct结构体+程序的代码和数据。
理解一个概念：如何理解系统动态运行？
调度运行进程，本质就是让进程控制块task_struct进行排队！
查看进程
几点预备小知识
a)./xxxx，本质就是让系统创建进程并运行，我们自己写的代码形成的可执行文件=系统命令=可执行文件，在linux中的大部分执行操作，本质都是运行进程！
b)每一个进程都要有自己的唯一标识符，叫做进程pid
有myprocess.c这样一个文件，运行后生成myprocess的可执行文件。
#include
#include
int main()
{
while(1)
{
printf("I am a process!\n");
sleep(1);
}
return 0;
}
复制当前窗口，在一个窗口运行myprocess可执行程序（./myprocess），在另一个窗口输入下面的指令：
ps ajx | head -1 && ps ajx | grep myprocess
这条指令由&&两边的两条指令组成，&&的意思是执行两条指令，其左边：
ps ajx | head -1
这句代码是打印出进程的标题行，
其右边：
ps ajx | grep myprocess
打印出包含‘myprocess’关键字的进程。
第二列就是进程的pid，pid的类型是unsigned int pid。
c)可以使用getpid()得到进程的pid
如果不想通过ps ajx命令去查进程的pid，那么还可以使用getpid()函数去查，
如上图所示，每个进程都有自己对应的pid。pid属于内核数据结构中的数据，因此用户不用直接获得，需要调用系统接口。
d)Ctrl+C是在用户层面终止进度，kill -9 pid可以用来直接杀掉进程
进程创建的代码方式
首先看一个指令：
pid getppid(void); ---获取当前进程的父进程id
从上图发现，每次启动进程后，对应地 pid都不一样，这是正常的，但是对应的ppid（父进程）是一样的！上图的父进程都是6046，于是我们很好奇谁是6046啊？
我们可以通过如下的代码查到：
ps ajx | head -1 && ps ajx | grep 6046
原来6046是bash，bash就是父进程，是命令行解释器！
接下来，我们在代码中创建子进程：使用fork()命令。
fork后的指令由父子进程共享！
1.创建一个进程，本质就是系统中多了一个进程；多了一个进程，就是多了1和内核task_struct。
2.多了的一个进程，有自己的代码和数据，父进程的代码和数据是从磁盘加载来的，而子进程的代码和数据默认情况继承父进程的代码和数据（代码由于是只读的，所以父子共用一份代码，而数据可读可写，父子各自独立，原则上要分开！）。
为什么要创建子进程
想让子进程和父进程执行不一样的代码！
看下面这段代码：
可以看到，当id不同时，进入不同的代码，这就是多进程情况。其中，fork是一个函数，由操作系统提供，fork会返回两次。为什么会fork返回两次呢？前面说到，fork后的代码由父子进程共享，其实这样说并不准确，在fork函数内部的return语句前，子进程已经被创建，因此，return语句也是由父子进程共享，会被父子进程各执行一次，会返回两次！
需要注意的是，进程间一定要做到：进程具有独立性！杀掉父进程不会影响子进程，杀掉子进程不会影响父进程！
样例代码：依次创建多个进程
#include
#include
#include
void RunChild()
{
while(1)
{
printf("I am child,pid:%d,ppid:%d\n",getpid(),getppid());
sleep(1);
}
}
int main()
{
const int num = 5;
int i=0;
for(i=0;i
