Linux的学习之路：10、进程（2）-编程知识

摘要

本章主要是说一下fork的一些用法、进程状态、优先级和环境变量。

摘要

一、fork

1、fork的基本用法

2、分流

二、进程状态

三、优先级

四、环境变量

1、常见环境变量

2、和环境变量相关的命令

3、通过代码如何获取环境变量

五、导图

一、fork

1、fork的基本用法

上篇文章中也说了fork的一些用法，这里继续介绍，首先是调用fork函数进行获取他们的id返回值，返回有下面三个可能

id<0 创建进程失败

id==0 子进程

id>0 父进程

这里利用代码测试如下方图片所示，可以看出成功出现两个一个子进程一个是父进程。

  1 #include <stdio.h>2 #include <stdlib.h>3 #include <unistd.h>4 5 int main()6 {7 8     pid_t id=fork();9     if(id<0)10     {11         perror("fork");12     }13     else if(id==0)14     {15         printf("这是子进程\n");16     }17     else18     {19         printf("这是父进程\n");20     }                                                                                                                                                                                                         21     return 0;22 }

2、分流

为什么会打印两次呢，难不成以前学的语法都是错的，这个并不是，这是因为fork是两个进程，也就是会获得两次返回值，但是一个是子进程，一个父进程，这个就是分流。

id在父进程里面是子进程的pid，在子进程里面是0，然后为什么给子进程返回0，给父进程返回子进程pid？

因为父进程：子进程=1：n，这个就是相当于一个人只能有一个父亲，但是一个父亲可以有很多的孩子，每个孩子的名字也是不一样的，这里从下面代码中可以看出。

那么为什们会有返回值呢？

因为fork内部，父子进程灰鸽子运行返回，因为父进程也会有他的父进程，这点从下图可以看出。

 1 #include <stdio.h>2 #include <stdlib.h>3 #include <unistd.h>4 5 int main()6 {7 8     pid_t id=fork();9     if(id<0)10     {11         perror("fork");12     }13     else if(id==0)14     {15         printf("这是子进程的pid:%d,父进程的ppid:%d \n",getpid(),getppid());                                                                                                                                   16     }17     else18     {19         printf("这是父进程的pid:%d,父进程的ppid:%d\n",getpid(),getppid());20     }21     return 0;22 }

二、进程状态

1、新建：字面意思就是创建一个pcb的结构体，就是相当与上篇文章中说的先描述。

2、运行：task_struc在运行队列中排队，就叫做运行状态

3、阻塞：等待非cpu资源就绪就是阻塞状态

4、挂起：当内存不足时，OS通过适当的置换进程的代码和数据到磁盘，进程的状态就叫挂起

5、R运行状态（running）：并不意味着进程一定在运行中，它表明进程要么是在运行中要么在运行队列里

6、S睡眠状态（sleeping)：意味着进程在等待事件完成（这里的睡眠有时候也叫做可中断睡眠
（interruptible sleep））

7、D磁盘休眠状态（Disk sleep）：有时候也叫不可中断睡眠状态（uninterruptible sleep），在这个状态的进程通常会等待IO的结束

8、T停止状态（stopped）：可以通过发送 SIGSTOP 信号给进程来停止（T）进程。这个被暂停的进程可以通过发送 SIGCONT 信号让进程继续运行。

9、X死亡状态（dead）：这个状态只是一个返回状态，你不会在任务列表里看到这个状态。

10、Z(zombie)-僵尸进程：是一个进程已经退出，但是还不允许被OS释放，处于一个被检测的状态激素hi僵尸状态。

维持该状态是为了让父进程和os进行回收。

11、孤儿状态：父进程退出，子进程还在，子进程就叫做孤儿进程，孤儿进程会被领养，被1号进程领养

上面这些状态可以用ps aux / ps axj命令进行查看，测试如下方截图

三、优先级

cpu资源分配的先后顺序，就是指进程的优先权（priority）。优先权高的进程有优先执行权利。配置进程优先权对多任务环境的linux很有用，可以改善系统性能。还可以把进程运行到指定的CPU上，这样一来，把不重要的进程安排到某个CPU，可以大大改善系统整体性能。

如下图可以看出有几个编号，这个编号是什么意思如下方解释。

UID : 代表执行者的身份
PID : 代表这个进程的代号
PPID ：代表这个进程是由哪个进程发展衍生而来的，亦即父进程的代号
PRI ：代表这个进程可被执行的优先级，其值越小越早被执行
NI ：代表这个进程的nice值

PRI也还是比较好理解的，即进程的优先级，或者通俗点说就是程序被CPU执行的先后顺序，此值越小进程的优先级别越高那NI呢?就是我们所要说的nice值了，其表示进程可被执行的优先级的修正数值PRI值越小越快被执行，那么加入nice值后，将会使得PRI变为：PRI(new)=PRI(old)+nice这样，当nice值为负值的时候，那么该程序将会优先级值将变小，即其优先级会变高，则其越快被执行所以，调整进程优先级，在Linux下，就是调整进程nice值，nice其取值范围是-20至19，一共40个级别，需要强调一点的是，进程的nice值不是进程的优先级，他们不是一个概念，但是进程nice值会影响到进程的优先级变化，可以理解nice值是进程优先级的修正修正数据。

还有几个其他的概念如下：

竞争性: 系统进程数目众多，而CPU资源只有少量，甚至1个，所以进程之间是具有竞争属性的。为了高效完成任务，更合理竞争相关资源，便具有了优先级
独立性: 多进程运行，需要独享各种资源，多进程运行期间互不干扰
并行: 多个进程在多个CPU下分别，同时进行运行，这称之为并行
并发: 多个进程在一个CPU下采用进程切换的方式，在一段时间之内，让多个进程都得以推进，称之为并发

四、环境变量

1、常见环境变量

PATH : 指定命令的搜索路径

HOME : 指定用户的主工作目录(即用户登陆到Linux系统中时,默认的目录)

SHELL : 当前Shell,它的值通常是/bin/bash

2、和环境变量相关的命令

1. echo: 显示某个环境变量值

2. export: 设置一个新的环境变量

3. env: 显示所有环境变量

4. unset: 清除环境变量

5. set: 显示本地定义的shell变量和环境变量

3、通过代码如何获取环境变量

这里三种方式代码可以演示，如下方代码和截图。

1、利用getenv

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
printf("%s\n", getenv("PATH"));
return 0;
}

2、通过第三方变量environ获取

#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[])
{
extern char **environ;
int i = 0;
for(; environ[i]; i++){
printf("%s\n", environ[i]);
}
return 0;
}

3、命令行第三个参数

#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[], char *env[])
{
int i = 0;
for(; env[i]; i++){
printf("%s\n", env[i]);
}
return 0;
}