1、使用命令行启动、撤销进程

1）启动进程

linux启动进程的命令可以用sh，python ，./文件名

这里我编写的是Python文件作为演示，所以用Python 文件名创建进程

上面，我用vi编辑了一个名为test的py文件，用cat命令查看文件内容，该程序主要是执行3秒钟输出一条“我是一个进程”的字符串，及当前时间戳，一共输出三次。然后，用python 文件名的命令执行该程序，运行结果如上

2）查看进程

我们可以用conky查看进程中是否有py文件在执行

运行程序可以看到，有一个进程号为6622的Python文件正在执行

现在我将程序改了一下，让他陷入一个死循环，并且每隔3秒输出指定内容以及他的进程号。

从运行结果可以看出，进程号是6773。linux在启动一个进程时，系统会在/proc下创建一个以pid命名的文件夹，该文件夹下存放了进程的信息，其中包括一个名为exe的文件即记录了绝对路径，通过ll或ls –l命令即可查看。于是我们进入到/proc/6773文件夹下

cwd符号链接的是进程运行目录，exe符号连接就是执行程序的绝对路径

同样可以查看进程的命令还有top和ps：

top是一个即时显示process动态的命令：

使用方式：top [-] [d delay] [q] [c] [S] [s] [i] [n] [b]

d :改变显示的更新速度，或是在交谈式指令列( interactive command)按s

q :没有任何延迟的显示速度，如果使用者是有superuser的权限，则top将会以最高的优先序执行

c :切换显示模式，共有两种模式，一是只显示执行档的名称，另一种是显示完整的路径与名称

S :累积模式，会将己完成或消失的子行程( dead child process )的CPU time累积起来

s :安全模式，将交谈式指令取消,避免潜在的危机

i :不显示任何闲置(idle)或无用(zombie)的行程

n :更新的次数，完成后将会退出top

b :批次档模式，搭配"n"参数一起使用，可以用来将top的结果输出到档案内

Ps可以显示瞬间行程 (process) 的动态：

使用方式：ps [options] [--help]
参数：ps的参数非常多, 在此仅列出几个常用的参数并大略介绍含义
-A    列出所有的进程
-w    显示加宽可以显示较多的资讯
-au    显示较详细的资讯
-aux    显示所有包含其他使用者的行程

3）结束进程

进程的退出有两种情况，一种是当程序执行完成后正常退出，还有一种就是由用户强行终止，现在，我们的程序是死循环，是无法正常退出的，于是，我们需要用kill命令强行终止他，kill -9 pid

2、调用系统函数接口

1）创建进程（多个）

fork()函数可以创建进程，他的实质是一个进程的克隆，创建的进程独立于父进程单独存在，父子两个进程同时运行，如果fork()函数返回的是0，则代表该进程是子进程，若返回的值大于0，则代表父进程，若小于0，则代表进程创建失败，且父子进程pid不同

把之前的py文件改一下，在创建子进程前输出一次当前进程的pid，即父进程pid，然后创建子进程，根据fork()返回的子进程pid值输出对应进程的pid，重复执行两次，且每次间隔3秒

从上面的运行结果可以看出，在创建子进程前的进程pid是父进程的pid：7188，创建后不仅存在父进程的pid，还多出了子进程的pid：7189，且两个进程相互独立，都在循环中重复了两次，最明显从程序末尾“结束进程”输出了两次可以看出

这里我只是用fork()创建了一个子进程，下面我将用他来创建多个子进程

上面这段程序的意思是，用一个for循环多次（这里是三次）创建子进程，且每次均由父进程创建，若fork()的返回值小于等于0，则退出for循环，执行下面的内容，而父进程则要创建满三次后才能继续执行下面的内容，这里要有一种并行的思维，不能以单一的流水线看待程序的执行，很明显的，从程序末尾输出“进程结束”四次也可以看出创建成功（三个子进程，一个父进程），从fork()的赋值也可以看出，fork()创建出的子进程不会覆盖之前存在的进程，这也体现了一种并行的思维

2）进程的并发执行

进程数量少于空闲cpu数目：

首先来看看怎样查看cpu的数量，方法很多，举几个特别的例子。

1、在/proc/cpuinfo中存放了cpu的基本信息，我们可以用过他来查看

可以看到，这里列出的processor从0到1，他是逻辑处理器的id，故共有两个逻辑cpu

2、将/proc/cpuinfo通过管道过滤处理一下

可以看到有两个逻辑cpu

3、通过Python的multiprocessing库中的cpu_count()函数获取

下面，我来改一下test.py文件，让他执行的大意为创建一个子进程，父子进程并行执行一个二次累乘运算，每次运算后延时2秒，然后输出各自的pid及进程执行时间

上面是两个进程并行的情况，下面我再来改一下，改成只有一个进程跑

进程数量大于空闲cpu数目：

这里我创建三个子进程，也就是四个进程并行，来看下他的执行时间

再来看看cpu的使用情况：

上面这是两个进程的cpu占用率

上面这是多个cpu的占用率，可以看出，进程数大于cpu逻辑数时，单个程序对cpu的占用率下降了，但执行速度还是进程数小于cpu逻辑数的情况下要快些，这是因为，进程数与CPU核数一致的情况下，可以减少不必要的因为系统调度造成的性能损失，在进程与CPU调度的关系中，单个核心处理多个进程的时候，是排队处理的，所以将进程数量设置超过核心数是没有太大意义的。

父进程阻塞等待子进程：

下面再用/proc来看看，当用wait()阻塞父进程时，父子进程的状态是怎样的：

这是改了之后的代码，为方便查看状态让父子两个进程循环输出进程号，这里flag的作用是，让wait()函数在while循环中只执行一次，当子进程结束后即可唤醒父进程：

那么一开始执行的时候，只有子进程在运行，父进程备阻塞了，通过命令：/proc/[pid]/status可以看到此时父进程的状态是sleeping的：

而子进程的状态是running：

接着，我们kill掉子进程，唤醒父进程，父进程此时的状态就变成Running了：

父子进程执行不同的可执行文件：

我把函数改成这样，让子进程在执行时通过execl()函数调用child_test.py文件，输出各自的进程号，可以看到，虽然子进程调用了child_test.py但他们的进程号都是一样的

生成3层或以上的父子进程树：

这里我生成三层进程树，为方便查看其关系，每层均为一个进程，flag用来确保第三层只有一个进程，py文件如下：

下面，我们用/proc命令查看，首先来系统的介绍一下/proc文件：

/proc文件系统，不是普通的文件系统，而是系统内核的映像，该目录中的文件时存放在系统内存中的，它以文件系统的形式为访问系统内核数据的操作提供接口。

/proc文件下有根据进程号排列的信息：
之前用到的查看进程详细信息，就是到/proc/pid/status下查看的
/proc/pid/cmdline 进程启动命令
/proc/pid/cwd 链接到进程当前工作目录
/proc/pid/environ 进程环境变量列表
/proc/pid/exe 链接到进程的执行命令文件
/proc/pid/fd 包含进程相关的所有的文件描述符
/proc/pid/maps 与进程相关的内存映射信息
/proc/pid/mem 指代进程持有的内存,不可读
/proc/pid/root 链接到进程的根目录
/proc/pid/stat 进程的状态
/proc/pid/statm 进程使用的内存的状态
/proc/pid/status 进程状态信息,比stat/statm更具可读性
/proc/self 链接到当前正在运行的进程

下面我们就用/proc/pid/status来查看父子进程树的关系：

这是查看第三层子进程的status文件结果

这里的Pid是当前进程的id，这里的PPid是当前进程的父进程id，Threads表示当前进程的线程数，从上面可以看出该进程的pid是19744，他的父进程的pid为19743，然后我们又用proc查看pid为19743的status文件：

可以看到，pid为19743的进程，他的父进程pid为19742，这和我们运行程序跑出来的结果相同

Linux状态间的转换：

Linux的状态有：

Linux进程状态：R (TASK_RUNNING)，可执行状态。
Linux进程状态：S (TASK_INTERRUPTIBLE)，可中断的睡眠状态。
Linux进程状态：D (TASK_UNINTERRUPTIBLE)，不可中断的睡眠状态。
Linux进程状态：Z (TASK_DEAD - EXIT_ZOMBIE)，退出状态，进程成为僵尸进程。
Linux进程状态：T (TASK_STOPPED or TASK_TRACED)，暂停状态或跟踪状态。
Linux进程状态：X (TASK_DEAD - EXIT_DEAD)，退出状态，进程即将被销毁。
只有当进程从“内核运行态”转移到“睡眠状态”时，内核才会进行进程切换操作。在内核态下运行的进程不能被其它进程抢占，而且一个进程不能改变另一个进程的状态。为了避免进程切换时造成内核数据错误，内核在执行临界区代码时会禁止一切中断。

PID和tgid字段：

PID是一个数字，用于标识一个进程，就像学生的学号一样，每个进程都有一个唯一的编号，保存在进程描述符的pid字段中。一般的，在系统运行期间，PID都是被顺序编号，比如进程A的PID为10，那下个创建的进程的PID则为11。不过PID的值有一个上限，当内核使用的PID达到这个上限后就会循环开始找已闲置的小PID号。在缺省状态下，最大PID值为32767(PID_MAX_DEFAULT - 1)；可以通过修改/proc/sys/kernel/pid_max这个文件来减小PID上限值。而在64位系统中，PID可扩大到4194303。

内核是通过一个叫pidmap的位图来管理已分配的PID号和闲置的PID号。在32位系统中，pidmap的大小就是一个页框的大小(4KB)，而一个页框大小为32768位，也就是每一位代表一个PID号，1代表此PID已经被分配，0代表此PID号未被使用；而在64位系统下，pidmap会使用多个页框。

在POSIX标准中规定了一个多线程应用程序中所有的线程都必须有相同的PID，在linux内核中，是使用轻量级进程实现线程的功能，但是轻量级进程也是一个进程，他们的PID都不相同，为了实现这一点，内核在进程描述符中引入了tgid字段。在linux的线程组概念中，一个线程组中所有线程使用的该线程组领头线程相同的PID，也就是该组第一个轻量级进程的PID，并保存到进程描述符的tgid字段中

进程间关系：

在系统中，除了进程0，一个进程是由另一个进程创建，它们都具有父子关系。如果一个进程创建多个子进程，则子进程之间有兄弟关系。在整个系统启动期间，会初始化系统的第一个进程init_task，这个进程属于内核中的一个进程，它算是所有进程的祖先，之后它会启动PID为1的init进程和PID为2的kthreadd，这两个进程之后启动的所有进程，而init_task之后会转变为一个idle进程用于CPU空闲时运行。在进程描述符中，使用real_parent、parent、children、sibling这几个指针将进程关系组织在一起

以上操作系统作业...不正确的地方请高手纠正

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