进程入门篇

进程入门篇

首先，先问一个问题，程序是什么？

• 假如是非计算机专业的，可能会回答我，我们平时使用的软件，比如QQ，微信，微博啊，都是程序啊。
• 假如是学过刚学C语言，可能会回答我，“hello world！”就是一个程序啊。

其实程序是一些保存在硬盘上的可执行代码，是静态的。你每次下载软件不是都要下载吗。其实下载就是将这个程序的可执行代码刻录到本地的磁盘上去，每个程序的大小就是可执行文件的大小。那他是怎么运行的？

• 当你执行这个程序的时候，操作系统就将你程序的可执行程序由硬盘复制到内存当中。然后腻？进程就出场了。
• 进程是一个动态的概念，它是静态的可执行文件执行过程的描述，其包含了一个静态程序运行时的状态和其所占据的系统资源的总和。在这样的描述中，也很容易理解在某一个时刻，某个CPU的核心上只运行着某一个进程的既定事实。 这样就OK了吗？怎么可能，还有线程没说呢，那都可以执行了，为什么还要有线程呢，开始的时候确实是没有线程的，但随着计算机硬件技术的快速发展，进程就有点大，占内存有点多，在多进程情况下，每个进程都有自己独立的地址空间。在通信机制方面，进程间的数据空间相互独立，彼此通信要以专门的通信方式，通信时必须经过操作系统。主要的是，CPU单核的频率做到了极致，最后想要提升运行速度，人们想出来的办法是多核CPU，然后，对计算机程序就有了更新的要求，那就是并行的运算和数据处理。 说这么多，这和线程有什么关系？
• 线程就是一个用来解决一个程序并行处理数据的解决方案。不过必须说明的是，线程有时候也是用来简化程序逻辑等目的。

进程是操作系统资源分配的基本单位，线程是CPU调度的基本单位。 说了这么多，这句话的意思你应该基本明白了吧，同一个进程内的多个线程共享数据空间，一个线程的数据可以直接提供给其他线程使用，而不必经过操作系统。因此，线程间的通信也更加省时方便。而且在系统调度方面，线程间的切换速度要远快过进程间的切换速度。线程的创建花费的时间也要少得多。
有了基本的理解，接下来我们仔细聊聊。

进程

在Linux进程控制中，用于对进程进行控制的主要系统调用：

1. 获取进程ID

• Linux操作系统。每个进程都是通过唯一的进程ID标识的。pid_t getpid(void);这是头文件中的定义，getpid()用来返回当前进程的ID。

2. 创建一个新线程

   • pid_t fork(void); 函数是pid_t类型，说明返回值是pid_t 类型，值得一说的是这个函数的返回值有两个 ,即调用一次返回两次。成功调用fork(),当前进程实际上已经分裂为两个进程，一个是原来的父进程，另一个是刚刚的创建的父进程。父子进程在刚刚fork()函数的地方分开，fork()函数有两个返回值，一个是父进程调用fork()函数后的返回值，该返回值是刚刚创建的子进程的ID；另一个是子进程中fork()的返回值，该返回值是0；一般来说，fork之后是父进程先执行还是子进程先执行是不确定的，这取决于内核的调度算法。
   • pid_t vfork(void);vfork和fork都是调用一次返回两次。使用fork创建一个子进程，会完全复制父进程的资源，这样的子进程与父进程就是两个完全独立的进程，相互不会影响。而vfork的子进程与父进程共享地址空间，所以子进程对数据的任何update都对父进程可见。使用vfork创建进程时，保证子进程先运行。使用fork()是一个很大的系统开销。比如exec一个子进程，那么复制父进程的地址空间将是一个多余的操作。

3. 终止线程
   进程退出表示进程即将结束运行，在Linux系统中进程退出的方法分为正常退出和异常退出。

   • 正常退出
     在main()函数中执行return
     调用exit函数
     调用_exit函数
   • 异常退出
     调用about函数
     进场收到某个信号，而该信号是程序终止
   • 不管是那种退出方式，最终都会执行内核中的一段代码。该段代码用来关闭进程所有已打开的文件描述符，释放它所占用的内存和其他资源。以下是各种退出方式的比较。
   • exit和retrun的区别：exit是一个函数，有参数；而return是函数执行完的返回。exit把控制权交给系统。而return把控制权交给调用函数。
   • exit() 和_exit():exit()在文件stdlib.h中声明，而_exit()在头文件unistd.h中。两个函数均能正常终止进程，但是_exit()会执行后立即返回给内核，而exit()要先执行一些清楚操作，然后返回给内核。

4. 执行一个应用程序
   系统调用exec用于执行一个可执行文件以代替当前进程的执行映像。执行新程序的进程保持了原有的进程ID，父进程ID，实际用户ID。

5. 将父进程挂起，等待子进程终止
   当子进程先于父进程退出时，如果父进程没有调用wait()和waitpid()函数，子进程就会进入僵死状态。如果调用了wait()和waitpid()函数，就不会变成僵尸进程。
   pid_t wait(int *statloc);
pid_t wairpid(pid_t pid,int *statloc,int options);

既然说到僵尸进程了，咋们就说说孤儿进程吧。
如果一个子进程的父进程先于子进程结束，子进程就成为一个孤儿进程，它由init进程收养，成为init进程的子进程。//进程的创建方式

进程的内存执行映像

代码段:即二进制机器代码，代码段是可读的，可被多个进程共享。如一个进程创建了一个子进程，父子进程共享代码段，此外子进程还获得父进程数据段，堆，栈的复制。
数据段：存储已被初始化的变量，包括全局变量和已被初始化的静态变量。
未初始化数据段：存储未被初始化的静态变量，bss段。
堆：用于存放程序运行中动态分配的变量。
栈：用于函数调用，保存函数的返回地址，函数的参数，函数内部定义的局部变量。
好，今天就写到这吧。下一篇我们来聊聊线程。