1.多进程

引入目的：让多个任务实现并发执行

并发执行：同一时间只有一个进程执行，通过时间轮询调度多个进程，由于时间每个进程所用时间极短，所以宏观表现为多个进程同时进行。

并行执行：多个任务器执行多个进程，同一时间多个进程在执行。

1.1进程概念

1.程序的一次运行过程称为进程

2.进程是有生命周期的，是一个动态过程，分为创建态、就绪态、运行态、阻塞态、消亡态

3.进程是资源分配的最小单位，系统会给每个进程分配4G的虚拟内存，其中0--3G的用户空间是独立的，3--4G的内核空间时共享的

4.进程是独立的，可以被任务器调度，调度的原则是时间片轮询、上下文切换

1.2进程的内存管理

1> 系统会给每个进程分配4G的虚拟内存

2> 多个进程会独立拥有0--3G的用户空间,用户空间又分为栈区、堆区、静态区

3> 多个进程共享一份内核空间

4> 物理内存：内存条（硬件上）真正存在的存储空间

5> 虚拟内存：程序运行后，有4G的虚拟地址，由物理内存通过内存映射单元映射而来，在需要使用内存的时候，会映射到物理内存上

6> 在32位操作系统上，虚拟内存的空间是4G

在64位系统上，虚拟内存的空间是256T = 2^48

1.3进程和程序的区别

进程：进程是动态的，进程是程序的一次执行过程，有生命周期，进程会为自己分配内存空间，是资源分配的最小单位

程序：程序是静态的，没有所谓的生命周期，它是在磁盘上存放的二进制文件

1.4进程的种类

进程一共分为三类：交互进程、批处理进程、守护进程

交互进程：他是由shell控制，可以直接与用户进行交互，例如文本编辑器

批处理进程：维护了一个队列，被放入队列中的进程会统一进行处理。例如gcc编译器的一步到位的编译

守护进程：脱离终端而存在的进程，随着系统的启动而运行，随着系统的关闭而结束。例如服务进程

1.5进程的PID概念

PID：进程号（process ID）

PPID:父进程号

进程号是进程的唯一标识，他是一个大于等于0的一个整数，并且每个进程的进程号不会重复

每个进程都是继承父进程而得到的，所以每个进程都会有父进程

在linux系统中的根目录下的proc目录中，存放的以数字命名的都是一个进程

1.6特殊的进程

1> 系统启动后，至少要运行三个特殊进程，进程号分别是 0、1、2

2> 0号进程：又称为 idel进程，他是有linux系统启动后的第一个进程，是1号和2号进程的父进程，这个进程也叫空闲进程，当系统中的其他进程都不执行时，运行该进程。

3> 1号进程：称为 init进程，是由0进程产生，完成一些系统启动时的必要初始化工作，也是孤儿进程的父进程，可以完成对孤儿进程的收尸工作

4> 2号进程：称为kthreadd进程，是右0号进程产生，用于调度相关进程，也称调度进程

5> 孤儿进程：当前进程还在运行，但是其父进程已经退出，该进程称为孤儿进程，会被init进程收养

6> 僵尸进程：当前进程已经运行结束，但是其父进程没有为其收尸

1.7有关进程的shell指令

查看进程信息指令：ps

ps -ef : 可以查看进程间的关系

ps -ajx:可以查看进程的状态

ps -aux:可以查看当前进程所占内存和cpu的资源占有率

top指令：动态查看进程相关信息

htop指令：带颜色查看进程相关信息

单独获取进程的进程号：pidof 进程名

向进程发送信号指令：kill指令  (重点)

使用格式：kill -信号号 pid

能够发送的信号，可以通过指令kill -l 查看.

2.进程状态

2.1进程状态的描述

man ps

2.2进程状态的切换

进程主要的状态一共有五种：创建态、就绪态、运行态、阻塞态、死亡态

2.3具体状态转换的实例

运行一个可执行程序，并查看其状态

查看后台运行进程的作业号：jobs

将停止的进程，切换到后台运行：bg 作业号

将后台运行的进程，切换到前台运行：fg 作业号

直接将程序运行于后台：./a.out &

3.多进程编程

3.1创建进程

1.进程创建过程是子进程拷贝父进程的资源，进而产生一个独立的进程个体，子进程会拥有父进程在创建进程之前的所有资源

2.创建进程的api函数 fork

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

pid_t fork(void);

功能：创建出一个子进程

参数：无

返回值：在父进程中，该函数返回子进程的pid号，在子进程中该函数返回0，失败返回-1并置位错误码，并且不会创建出子进程

注意：当子进程创建出来后，父子进程都会执行fork之后的语句

3.不关注返回值的情况时，n个fork会产生2^n个进程，并且多个进程之间没有先后顺序执行

3.2getpid/getppid 进程号的获取

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

pid_t getpid(void);

功能：获取当前进程的pid号 参数：无 返回值：成功返回当前进程的pid号，不会失败

pid_t getppid(void);

功能：获取当前进程的父进程的pid号 参数：无 返回值：成功返回当前进程的父进程pid号，不会失败

3.3exit/_exit 进程退出函数

#include <stdlib.h>

void exit(int status);

功能：刷新标准io的缓冲区后，退出进程 参数：进程退出时的状态，会将 status&0377的结果返回给父进程 EXIT_SUCCESS（0）：表示成功退出 EXIT_FAILURE（1）：表示失败退出 返回值：无

#include <unistd.h>

void _exit(int status);

功能：不刷新标准io的缓冲区，直接退出进程 参数：进程退出时的状态，会将 status&0377的结果返回给父进程 EXIT_SUCCESS（0）：表示成功退出 EXIT_FAILURE（1）：表示失败退出 返回值：无

3.4wait/waitpid 进程资源的回收

#include <sys/types.h>

#include <sys/wait.h>

pid_t wait(int *wstatus);

功能：阻塞等待子进程的结束并回收子进程的资源，如果子进程不退出，则父进程会一直在该函数处阻塞 参数：接受子进程退出时的状态，一般填NULL，表示不接收 返回值：成功返回退出的子进程的pid号，失败返回-1并置位错误码

pid_t waitpid(pid_t pid, int *wstatus, int options);

功能：可以阻塞也可以非阻塞形式回收子进程的资源

参数1：进程号 >0:表示回收特定的子进程的资源（常用） =0：回收当前进程所在进程组中的任意一个子进程 =-1：表示回收任意一个子进程 （常用） <-1:表示回收其他组（组id为pid的绝对值）中的任意一个子进程

参数2：接收子进程退出时的状态，一般填NULL，表示不接收

参数3：是否阻塞的选项 0：表示阻塞 WNOHANG：表示非阻塞回收

返回值：>0:表示成功回收一个子进程，返回该子进程的pid =0：非阻塞回收资源时，没有子进程退出，该函数返回0 =-1：失败返回-1并置位错误码

3.5创建三个进程

三进程拷贝两个文件，第一个 子进程拷贝前半部分，第二个子进程拷贝后半部分