进程与程序

一：概念　　

　　程序是一系列有序指令的集合（代码段+数据段=未初始化数据段bss、已初始化数据段）。程序是静态的
　　进程（代码段+数据段+堆栈段+PCB进程控制块）：
从用户角度看，进程是程序的一次动态执行过程
从操作系统的内核来看，进程是操作系统分配的内存、CPU时间片等资源的基本单位
进程是资源分配的最小单位，每一个进程都有自己独立的地址空间和执行状态

进程的数据结构：

　　我们进程的静态描述，由三部分组成：
　　1、PCB(进程控制块)：用于描述进程情况以及控制进程运行所需的全部信息。PCB（是操作系统感知进程存在的一个重要数据结构）、有关程序段和该程序段对其进行操作的数据结构集
　　2、代码段：是进程中能被进程调度程序在CPU上执行的程序代码段。
　　3、数据段：一个进程的数据段，可以是进程对应的程序加工处理的原始数据，也可以是程序执行后产生的中间或者最后数据。

进程与程序的区别：
　　1、进程是动态的，程序是静态的
　　2、进程的生命周期是相对短暂的，而程序是永久的
　　3、进程有数据结构PCB（进程控制块）
　　4、一个进程只能对应一个程序，一个程序可以对应多个进程

二：进程状态

1、进程状态变迁：
就绪：除了CPU资源，其他资源都满足
等待：比就绪态层次更低，不仅CPU资源不满足，其他一些资源（外设等）也不满足
运行：资源都满足了

运行-->就绪：CPU时间片用完或者被高优先级进程强占
创建-->就绪-->运行：进程调度
运行-->等待：发生等待事件
运行-->撤销：代码执行完毕
等待-->就绪：等待结束

 

2、实际linux操作系统状态变迁:

运行状态、可中断睡眠状态、不可中断睡眠状态、暂停状态、僵死状态

三、进程控制块PCB

　　进程控制块是操作系统用来感知进程存在的数据结构， Linux系统的PCB包括很多参数，每个PCB约占1KB多的内存空间。主要有以下几部分

1、进程描述信息：

　　进程标识符用于唯一的标识一个进程。(pid  ppid)

2、进程控制信息：

　　进程当前状态: 进程状态总共有TASK RUNN ING ( 可运行状态)、TASK INTERRUPT IBLE ( 可中断的等待状态)、TASK UNINTERRUPT IBLE(不可中断的等待状态)、TASK ZOMB IE( 僵死状态)、TASK STOPPED(暂停状态) 等5种。

　　进程优先级:prio rity 的值给出了进程每次获取CPU 后, 可使用的时间片长度( 单位是jiffies)。

　　程序开始地址、各种计时信息（cpu使用率、使用信息等）、通信信息

3、资源信息：

　　占用内存大小及管理用数据结构指针、交换区相关信息、I/O设备号、缓冲、设备相关的树结构、文件系统相关指针

4、现场保护信息：

　　寄存器、PC、程序状态字、栈指针

 

四、进程标识

　　每个进程都会分配到一个独一无二的数字编号，我们称之为进程标识PID.它是一个正整数，取值范围2—32768。（在文件/proc/sys/kernel/pid_max中查看）

当一个进程被启动时，它会顺序挑选下一个未使用的数字编号作为自己的PID。数字1一般为特殊的Init进程（/sbin/init），它是一个用户进程。ID为0的通常是内核调度进程。

 

五、进程创建

　　1、给新创建的进程分配一个内部标识，在内核中建立进程结构。

　　2、复制父进程的环境。

　　3、为进程分配资源，包括进程映像所需要的所有元素

　　4、复制父进程地址空间的内容到该进程地址空间中。

　　5、置该进程的状态为就绪，插入就绪队列。

　　

六、进程撤销（代码执行完毕）

　　1、关闭软中断：因为进程即将终止而不再处理任何软中断信号；

　　2、回收资源：释放进程分配的所有资源，如关闭所有已打开文件，释放进程相应地数据结构等

　　3、写记账信息：将进程在运行过程中所产生的记账数据（其中包括进程运行时的各种统计信息）记录到一个全局记账文件中。

　　4、置该进程为僵死状态：向父进程发送了子进程死的软中断信号，将终止信息status送到指定的存储单元中；

　　5、转进程调度：因为此时CPU已经被释放，需要由进程调度进行CPU再分配。

 

六、进程终止的五种方法

　　从main函数返回、调用exit、调用_exit、调用abort、由信号终止。