进程状态与优先级
| 阿里云国内75折 回扣 微信号：monov8 |
| 阿里云国际，腾讯云国际，低至75折。AWS 93折 免费开户实名账号 代冲值 优惠多多 微信号：monov8 飞机：@monov6 |
目录
进程状态
tracing stop追踪暂停状态
我们使用Linux来理解tracing stop状态。
我们首先创建一个源文件我们再创建一个文件makefilemakefile是该源文件对应的项目方案我们先对makefile进行vim编辑操作。
-g 表示生成调试信息表示该可执行程序是可以被调试的
我们的依赖关系是myprocess依赖于源文件myprocess.c$@对应的是左依赖列表也就是myprocess$^对应的是右依赖列表对应的是myprocess.c
.PHONY表示我们的依赖关系是一个伪目标我们不需要关心依赖关系我们来看依赖方法依赖方法是强制删除myprocess文件并且.PHONY修饰的目标总是被执行。
接下来我们对源文件进行文本编辑
我们的源文件只是打印几句话。
输入make指令再调用可执行程序
接下来我们使用gdb指令进行调试
我们在第八行打一个断点
接下来我们使用r指令表示把调试指针跳转到断点位置。
接下来我们复制ssh渠道然后通过行过滤查看名字中文件名含有myprocess的进程。
这时候我们的进程状态是t,t状态就表示该进程正在被调试。
t是tracing的缩写表示我们的进程正在被调试
Z僵尸状态
为什么要有僵尸进程呢
僵尸进程的定义一个进程正常的退出但是没有被回收父进程或者操作系统那么该进程就是僵尸进程
那么我们如何对僵尸进程进行实验呢
答我们创建一个子进程然后对父进程不处理让子进程正常退出。
我们进行实验
我们的思路是调用fork函数
fork函数的作用是创建一个子进程假如函数调用成功的时候子进程的pid返回给父进程并且把0返回给子进程失败的话-1返回给父进程子进程不会被创建并且设置对应的错误信息。
我们进行实验
我们首先对没有process.c的文件进行文本编辑
exit函数可以退出一个进程。
当id为0时就表示该语句中的进程是子进程如果id不为0就表示该进程是父进程
当id为0时我们打印子进程的pid和ppid然后休眠五秒退出该进程。
当id不为0时我们让父进程执行死循环打印父进程的pid和ppid然后休眠。
这样子进程就会退出但是父进程会一直运行。
接下来我们调用可执行程序
随着进程的运行我们发现子进程已经退出但是父进程一直在不停的运行。
我们查看进程的详细信息
我们的该条指令进行讲解while :;do表示死循环显示ps axj表示显示进程head -1表示显示进程的标题grep myprocess表示行过滤myprocessgrep -v表示过滤掉grep指令对应的进程sleep表示休眠一秒。
这里的z就表示僵尸进程
上面的进程是父进程下面的进程是子进程父进程继续运行子进程已经退出但是资源还没有被回收这时候的子进程就是僵尸进程。
接下来我们退出myprocess
然后再看对应的进程信息
这时候什么都不显示了。
父进程对僵尸进程没有回收会导致内存泄漏
僵尸进程进程退出并且父进程没有读取到子进程的返回代码时会产生僵尸进程。
僵尸进程会以终止状态保持在进程表并且一直等父进程来回收返回代码。
只要子进程已经退出父进程还在运行但父进程没有读取到子进程的返回代码该子进程就是僵尸进程。
僵尸进程的危害
僵尸进程的退出状态会被维持下去直到父进程回收子进程的返回代码但是父进程一直没有回收维护退出状态本身就是一个进程数据所以我们也要维持PCB。
一个父进程创建了很多子进程子进程退出但是父进程不回收就会造成内存资源的浪费。
孤儿进程
父进程先退出剩下的子进程就是僵尸进程
我们进行实验
我们对myprocess进行文本编辑
make之后调用可执行程序
首先我们可以先实验僵尸进程
我们先找到子进程对应的pid
我们使用kill指令杀掉该子进程
这时候这个子进程就变成了僵尸进程。
我们接下来实验孤儿进程。
我们重新调用可执行程序
我们杀掉父进程
接下来查看进程状态
我们这里有一个问题无论是父进程还是子进程都有自己对应的父进程那么我们杀掉我们的父进程这个父进程依然有他自己的父进程为什么没有出现僵尸进程呢
答我们杀掉的这个进程的父进程是bashbash及时的把该进程的资源回收了所以没有出现僵尸进程。
我们杀掉这个进程对应的父进程之后这个进程的父进程的pid就变成了1这里的1指的是操作系统这里的1号进程就是操作系统1号进程领养的这个子进程就叫做孤儿进程。
为什么操作系统要成为孤儿进程的父进程呢
答这是必须的因为该子进程的父进程已经死亡假如操作系统不干预的话当该子进程结束的时候因为没有父进程对资源进行回收该子进程就变成了僵尸进程所以我们的操作系统及时的接手了这个子进程当子进程结束的时候对其资源进行回收。
我们发现原来的子进程变成了孤儿进程它的进程状态由原来的S+变成了S,表示当子进程变成孤儿进程时该子进程会变成后台进程
后台进程的特点
1我们无法通过CTRL+c退出后台进程
2进程在运行时我们依旧可以运行指令
3该进程只能被kill指令杀死。
总结
孤儿进程当子进程存在父进程退出时该子进程就变成了孤儿进程
孤儿进程的特点
1孤儿进程由操作系统领养领养的原因是为了防止孤儿进程退出之后由于没有对孤儿进程的资源回收导致该进程变成僵尸进程。
2前台进程创建的子进程假如该子进程变成了孤儿进程后孤儿进程会变成后台进程。
进程优先级
问题1什么叫做优先级
答我们进行思考权限和优先级是什么关系首先权限限制了能做与不能做例如只读的文件就不能进行写。优先级则是先做和晚做的问题。
问题2为什么存在优先级
答因为资源太少了这里的资源指的是cpu我们的cpu很少所以我们要把重要的进程的优先级设置的高一些不重要的进程的优先级设置的低一些。
我们来查看优先级
PRI和NI一起决定进程的优先级。
我们进行实验
我们写一个简单的死循环程序。
make之后我们调用该可执行程序
我们显示所有进程的详细信息。
我们发现所有的进程的PRI和NI的值都一样。
我们要知道PRI和NI的全拼英文方便我们理解
PRI是单词priority的缩写这个单词的汉语是优先权
NI是单词nice的缩写没什么具体的含义。
最终优先级=老的优先级+NICE
接下来我们试着通过调整nice值来控制进程的优先级。
make之后我们调用可执行程序
我们输入top指令
这里显示的是所有进程的优先级然后我们输入r这里的r是renice的缩写表示重新输入nice值
这里的default的默认的意思默认的pid是1450我们输入我们调用程序的进程编号
表示我们输入进程3342的nice值我们先输入-100进行尝试
但是我们发现该进程的NI值只有-20因为NI的最小值是-20
我们重新设置NI看看NI值的取值范围
我们设置NI的值为100
所以NI的取值是[-20,19]
我们再把NI的值改成9试试
所以PRI的初始值永远都是80。
最终优先级=原来的优先级80+NI值。
其他概念
1竞争性系统进程数目众多而cpu只有很少甚至只有一个所以进程之间是存在进程属性的进而引入了优先级。
2独立性多进程运行需要独享各种资源多进程之间互不干扰
3并行多个进程在多个cpu下同时运行叫做并行
4并发多个进程在一个cpu下采用进程切换的方法在一段时间内让多个进程都得以推进这就叫做并发。
我们提出一个问题父子进程之间有独立性吗
我们进行实验
我们对myprocess.c进行文本编辑
对于子进程我们把指针p设置为空指针对空指针的解引用会造成野指针的问题程序会崩溃我们make之后对程序进行运行。
我们发现子进程已经崩溃了但是父进程依旧正常运行所以父子进程之间也具有独立性。
进程切换
这个大圆代表的是cpu小方框代表的是寄存器一个cpu中有一整套寄存器。
当一个进程要运行时首先把进程的pcb的地址加载到寄存器上pcb上存储的是进程的属性pcb指向进程的代码和数据所以我们可以通过pcb来访问进程的数据把进程上的数据放到寄存器上方便cpu进行计算。
pc/eip
pc/eip是cpu上寄存器的一种它上面存储的是当前执行指令的下一个指令的地址我们通过pc/eip来实现指令的切换。
cpu只会做三件事情取指令pc/eip分析指令执行指令。
当我们的进程在运行的时候一定会产生非常多的临时数据这些临时数据存储在寄存器上但是这些临时数据并不属于寄存器还是属于该进程
进程切换的理解
进程在运行的时候占有cpu并非进程结束的时候cpu才被释放每一个进程在运行时都有自己的时间片当时间片到时前一个进程会被剥离出cpu下一个进程开始执行。
但是假如我们的前一个进程并没有执行完毕我们执行后一个进程这时候当前一个进程回来时怎么办难道让前一个进程重新执行吗
答并不是进程切换是这样的进程A首先在cpu上被执行进程A在执行期间会产生很多的临时数据这些临时数据存储在寄存器上当进程A的时间片结束时我们把寄存器上属于进程A的数据和代码的执行情况放置到进程A的PCB上轮到进程B执行当再次轮到进程A时进程A的pcb会把进程A的数据和代码的执行情况重新返回给寄存器然后cpu根据进程A代码的执行情况延续之前的继续执行。
当进程在切换时要进行上下文的保护
当进程在恢复运行时要进行上下文的恢复。
上下文指的是寄存器上存储的进程的数据和代码的执行情况。
保护指的是把进程的数据和代码的执行情况放置到进程的pcb中
恢复指的是把pcb中的进程的代码和数据放回到cpu上的寄存器中。
环境变量
我们对myprocess.c进行文本编辑
我们写一个死循环代码
make之后我们调用该可执行程序
我们发现一个问题我们知道这里的myprocess其实本质上也是指令为什么myprocess的执行需要我们./而普通的指令却不需要呢
本质是这样的要执行一个指令首先要知晓指令所在的位置./表示的是当前路径表示我们myprocess指令的位置在当前路径有了路径我们就可以执行程序了。
假如我们想要不加上./就可以执行该指令的话我们可以这样做
表示把我们的指令拷贝到用户的指令集中这样相当于我们的指令的位置是可以被只晓得我们直接输入指令就可以调用。
不建议这么干因为我们的指令没有经过测试。
PATH全局的环境变量
假如我们想要看全局的环境变量时我们可以这样写
这就是我们全局的环境变量。
假如我们不想用./调用进程的话我们可以这样做
我们先显示当前位置的路径
我们可以这样写
这时候我们不用./就可以调用myprocess
但是我们输入其他的指令却提示我们指令找不到了
因为我们把当前路径赋值给了环境变量我们可以这样写
表示把老的环境变量和当前位置赋值给新的环境变量这样我们既可以调用myprocess也可以使用普通指令了
echo +$
history显示最近使用的指令
env查看所有的环境变量
