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进程相关总结（Linux）_ps ajx

作者：AllinToyou | 2024-03-14 17:50:31

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ps ajx

一、进程信息的查看指令

1、ps -ajx：显示正在运行的相关联进程信息（父进程PPID）

2、ps -aux：显示用户正在运行的进程信息

3、可以通过管道过滤出你想查看的信息 ps -ajx | grep 要过滤的信息

二、进程的终止

1、进程的终止方式：

2、我们可以通过指令：echo $? 来得到已经结束进程的结束状态。

1、fork()、getpid()、getppid()函数：

2、僵尸进程：（进程死了留着尸体没人回收）

一、进程信息的查看指令

1、ps -ajx：显示正在运行的相关联进程信息（父进程PPID）

查看正在运行进程的信息，只不过是更加详细，如有PID(进程id)、PPID（父进程id）、PGID（进程组id）、SID（会话id）如下图所示：

2、ps -aux：显示用户正在运行的进程信息

查看正在运行进程的信息（主要是进程的PID），R运行、S睡眠、I空闲、Z僵尸如下图所示：

3、可以通过管道过滤出你想查看的信息 ps -ajx | grep 要过滤的信息

如：ps -ajx | grep ./main ，如下图所示：

二、进程的终止

1、进程的终止方式：

正常退出（自愿的）：程序里面正常退出，如return 0
错误退出（自愿的）：发生错误被我们检查到就自己退出了，如打开一个不存在的文件，会给我们返回一个错误编号，这个时候进程的退出就是错误退出
严重错误（非自愿的）：段错误
被其他进程杀死（非自愿的）：使用kill杀死进程

2、我们可以通过指令：echo $? 来得到已经结束进程的结束状态。

$? 是Linux shell 中的一个内置变量其中保存的是最近一次运行的进程的返回值，这个返回值有以下3种情况：

1）.程序中的main函数运行结束，$? 中保存的是main函数的返回值（注意这个返回值的范围是0-255，超过就会循环从0开始）例：如果main返回值是256，输出的结果就是0

2）.程序运行中调用exit函数结束运行，$? 中保存exit函数的参数

3）.程序异常退出 $? 中保存异常出错的错误号

3、进程的退出方式

自愿的退出：在main函数中return 0、调用exit()、调用_exit()、调用_Exit()

非自愿的退出：被信号杀死

三、进程间的切换

1、进程间的状态切换图如下

1）.运行态和就绪态都是可以运行的进程，他们的区别在于是否有CPU

2）.阻塞态是不可以运行的进程，即使有CPU也不可以运行

3）.阻塞态向就绪态发生切换时，如果当前CPU空闲，就会向运行态切换；如果CPU不空闲，就会继续保持就绪态

2、进程切换：

(1)就绪-→运行: 当调度程序认为某个处于就绪状态的进程应当执行时，便使其成为当前运行的进程，该进程就会从就绪状态进入运行状态。

(2)运行-→就绪:当前运行进程因时间片用完或被更高优先级进程抢先时，当前运行进程就会由运行状态转入就绪状态，并被放入就绪队列中(放入的顺序与调度算法有关)

上述两个状态转换由进程调度来完成。

(3)运行-→阻塞:当前运行进程可能因等待事件或者执行Io请求而被阻塞，从而由运行状态转入阻塞状态，将进程由运行队列。然后，执行进程调度程序，让出处理器。

(4)阻塞-→就绪：处于阻塞状态的进程所等待的事件变为有效或等待超时后，该进程将被唤醒，从而由阻塞状态进入就绪状态，将在阻塞队列的第一个进程转入就绪队列(放入的顺序与调度算法有关)。

四、进程的创建fork（）函数

1、fork()、getpid()、getppid()函数：


#include <unistd.h> 
 
pid_t   fork();//创建进程 
 
pid_t   getpid();//获取进程id 
 
pid_t   getppid();//获取父进程id

fork()函数不需要参数，它的返回值有3种情况

1）.对于父进程来说，fork()函数的返回值是子进程的进程id

2）.对于子进程来说，fork()函数的返回值是0

3）.如果创建出错，fork()函数的返回值是-1，并且子进程不被创建

2、fork()函数后新进程的状态：

1）.fork()函数会创建一个新的进程，并从内核中为该进程分配一个新的进程id，之后会为这个新进程分配进程空间，并将父进程的进程空间中的内容复制到子进程的进程空间中，包括了父进程的数据段和堆栈段，并且和父进程共享代码段，这个时候，系统中又多了一个进程，这个进程和父进程一样，两个进程都要接受系统的调度。

2）.子进程复制了父进程0-3G的用户空间内容，以及父进程的PCB，但是是不是每次fork一个子进程的时候都要将父进程0-3G的地址空间完全拷贝一份，然后在映射到物理内存呢？

答案是：父子进程之间遵循读时共享，写时复制的原则。也就是当子进程修改父进程的数据内容的时候，内核才会给子进程分配进程空间，并复制父进程的内容

3）.为什么fork()函数返回两次？

由于在复制的时候复制了父进程的堆栈段，所以两个进程都停留在了fork()函数中，等待返回，因此fork()函数返回两次，一次是在父进程中返回，另一次是在子进程中返回，并且两次的返回值都是不一样的

4）.fork后父子进程的异同：

刚fork后：

父子进程的相同处：全局变量、堆、栈、

父子进程的不同处：进程id、fork()函数的返回值、父进程id、进程运行时间

3、进程创建练习

1）.创建一个子进程，并查看父子进程输出的不同内容

程序运行结果：

查看进程的信息和运行结果做对比：

注意：由于父进程和子进程在系统中时平等低位的，所有不能对他们的执行顺序进行假设，谁先被执行取决于系统的调度

2）.如果父进程不对a进行修改，这个时候子进程就是共享a的数据，如果父进程中对a进行修改，子进程只能复制a的数据了（读时共享，写时复制的验证）

程序运行结果：

3）.循环创建n个子进程

程序运行结果：

4）.分析下面的输出结果

这是因为“hahaha”没有加\n，此时“父进程”就会接着“hahahah”，这个时候遇到\n了就刷新了行缓存；fork完后的子进程会复制“hahaha”，这个时候“子进程”就会继续接在“hahaha”后

运用到的知识点:就是行缓存要么满1024个字节才刷新，要么遇到\n才刷新

5.分析下面运行结果：

本题考查的是运算符还要fork的返回值

如果||运算符左边为1的话，||运算符右边就不用考虑了

如果||运算符左边为0的话，||运算符右边需要考虑是0还是1，这样才能判断||完之后的最终结果是0还是1了

如果&&运算符左边为0的话，&&运算符右边就不用考虑了

如果&&运算符左边为1的话，&&运算符右边就要考虑是0还是1，这样才能最终判断&&完后的结果是0还是1

刚好打印6次

五、孤儿进程和僵尸进程

1、孤儿进程：

孤儿进程就是父进程先于子进程结束，而子进程成为了孤儿进程，但是孤儿进程只是一瞬间的状态，因为孤儿进程的父进程成为了init（编号为1的）进程

孤儿院，init进程产生的进程

2、僵尸进程：（进程死了留着尸体没人回收）

僵尸进程就是子进程已经死亡，父进程没有回收，子进程残留资源（PCB）存放在内核中，这个时候子进程就是僵尸进程

第一行是父进程，第二行是子进程，此时子进程处于僵尸态

3、僵尸进程占用资源怎么样清理？

注意：僵尸进程是不能被kill命令杀死的，因为kill命令是用来终止进程的，僵尸进程是已经终止的进程需要kill僵尸进程的父进程，僵尸进程就变成了孤儿僵尸进程，init进程就会成为他新的父进程，init会把僵尸进程回收释放掉也就是kill 4874 。

六、exec函数族

1、exec函数族的功能：

在我们的进程里（程序），去执行另外一个可执行程序，当我们在执行到exec这部分时，会把我们原先的程序给替换掉，但在调用exec前后的进程id不会发生变化。

2、execlp函数

execlp参数1是要程序名，参数2是argv[0],参数3是argv[1]…参数n是NULL

例如：在子进程中用execlp调用ls -l这个指令

运行结果：

3、execl函数

execl参数1是要路径+程序名，参数2是argv[0],参数3是argv[1]…参数n是NULL

例1.在子进程中用execl调用ls -l的指令

运行结果：

七、wait函数

1、进程回收：

1）.只能由父进程回收已死亡的子进程

2）.在进行进程回收时，父进程可以获取子进程的退出状态

A.子进程正常退出（在主函数return、exit()、Exit()、_exit()）获取子进程的返回值
B.子进程异常退出（在Linux中进程的异常退出都是因为收到了某个信号）获取导致子进程异常退出的信号编号

3）.父进程回收子进程的方式（wait()、waitpid()）

4）.释放进程的遗留信息

2、wait函数

1）.wait函数用法：如果不关心子进程的死亡信息参数可以传NULL

2）.wait函数的功能：

A.阻塞等待子进程死亡

B.回收子进程的残留资源

C.获取子进程的退出状态

3）.我们使用wait函数的传出参数status来保存进程的退出状态，我们借助宏函数来进一步判断进程终止的具体原因。


WIFEXITED(status)               //为真，进程正常结束 
 
WEXITSTATUS(status)              //上面宏为真，返回子进程退出的值，比如return 123,返回值就是123;exit(10),返回值就是10 
 
WIFSIGNALED(status)             //为真，进程异常终止 
 
WTERMSIG(status)                  //上面宏为真，返回的是使子进程终止的信号的编号