Linux 程序概念詳解

程序指正在執行的程式。從核心來說，它是擔當分配系統資源(cpu時間，記憶體)的實體。

那程序跟程式有什麼區別呢？從資料和**層面看，它們是一樣的，但是程序比程式多了乙個東西，那就是描述程序的pcb結構體。

那這個pcb到底有什麼作用呢？

相信學過作業系統的同學都知道，作業系統作為軟體和硬體的管理者，那作業系統要管理那麼多的程序，而每個程序都有很多的資訊，為了方便管理這些程序資訊，它們被放在乙個叫做程序控制塊的資料結構中，我們稱之為pcb。

在linux中描述程序的結構體叫做task_struct。它是linux核心的一種資料結構，會被裝載到記憶體裡。

識別符號(pid) ：跟這個程序相關的唯一識別符號，用來區別其他程序

狀態：如果程序正在執行，那麼程序處於執行狀態。

優先順序：相對於其他程序的優先順序。

程式計數器：程式中即將被執行的下一條指令的位址。

記憶體指標：包括程式**和程序相關資料的指標，還有和其他程序共享的記憶體塊的指標。

上下文資料：程序執行時處理器的暫存器中的資料。

i／o狀態資訊：包括顯示的i/o請求,分配給程序的i／o裝置（如磁帶驅動器）和被程序使用的檔案列表。

審計資訊：可包括處理器時間總和，使用的時鐘數總和，時間限制，審計號等。

識別符號(pid)

在linux下可以使用top命令(相當於windows系統下的任務管理器)可以檢視

也可以使用ps aux命令，可以檢視所有程序，也可以使用ps aux | grep +特定要查詢的程序。(可以使用ps aux | head -1 && ps aux | grep ***可在第一行顯示對應的屬性）

當然也有可以檢視pid的函式getpid()，檢視父程序的函式getppid()

#include #include #include int main()

getpid返回當前程序標識，getppid返回父程序標識。可以通過ps aux | grep + pid，可以看到所顯示的父程序pid為bash

可以通過echo $$ 檢視指令碼執行的當前程序的pid

使用ls /proc 命令可以檢視動態目錄，存放的是一些程序的資訊。

通過系統呼叫建立程序(fork)

如何建立乙個程序呢？我們可以使用fork()函式來建立

可以看到fork之後有兩個程序，為父子關係。

而fork的有兩個返回值，給父程序返回子程序的pid，給子程序返回0值。父程序後面需要通過子程序的pid管理子程序的狀態。

程序狀態

可以通過ps aux | ps axj 命令檢視

r(running) 執行狀態：表示程序要麼在執行中，要麼在執行佇列裡。

s(sleeping) 睡眠狀態：可中斷睡眠狀態，表示程序正在等待事件完成。

d(disk sleep) 磁碟休眠狀態：不可中斷睡眠狀態，在這個狀態的程序通常會等待io的結束。

t(stopped) 停止狀態：可以通過傳送 sigstop 訊號給程序來停止(t)程序。這個被暫停的程序可以通過傳送 sigcont 訊號讓程序繼續執行。

x(dead) 死亡狀態：這個狀態為返回狀態。

z(zombie) 殭屍狀態：當程序退出並且父程序使用wait()系統呼叫沒有讀取到子程序退出的返回**時就會產生僵死(屍)程序，僵死程序會以終止狀態保持在程序表中，並且會一直在等待父程序讀取退出狀態**。所以，只要子程序退出，父程序還在執行，但父程序沒有讀取子程序狀態，子程序進入z狀態。（類似於警察檢查死者，要知道死者的原因和狀態）

注：若系統中有大量殭屍狀態的程序，長時間不**，會造成記憶體資源的浪費，造成==記憶體洩漏問題==

在下面簡單的實現乙個僵死程序

#include #include #include include using namespace std;
int main()
if(id == 0)
else }
return 0；
}

另起乙個終端，跑乙個指令碼 while :; do ps aux | grep 『myprocess』| grep -v grep ;sleep 1;echo 『###################』;done

可以從上看出三秒之後，子程序變成僵死狀態。

那父程序如果提前退出，子程序後退出會怎樣呢？這時候子程序就稱為孤兒程序了，應該由1號(作業系統)init程序領養，之後也由init程序**。

int main()
if(id == 0)
else }
return 0；
}

跑指令碼：while :; do ps axj | grep 『myprocess』| grep -v grep ;sleep 1;echo 『###################』;done

注：要看到父程序，需要將aux變成axj

可以看到當父程序退出之後，子程序被1號程序領養。

程序優先順序

程序的優先權：cpu資源分配的先後順序。一般來說，數字越小優先順序越高。

可以使用ps -l 命令檢視優先順序

nice值為linux下優先順序的修正資料，nice其取值範圍是-20至19。

pri = (舊的)pri + nice

可使用top命令進行修改（一般不建議修改）

進入top之後按「r」 —> 輸入程序id —>輸入nice值

總結來說，如何管理程序就是先描述再組織，先把程序描述起來(就是這些表徵資訊，都放在task_struct裡面)，然後進行組織。

Linux 程序概念詳解

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