[Linux] Linux进程PCB内部信息的深入理解

标题：[Linux] Linux进程PCB内部信息的深入理解

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（图片来自网络）

正文开始：

一.查看进程

** 进程的信息可以通过 /proc 系统文件夹查看。**

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proc目录介绍：

    /proc这个目录下的文件数据是内存级别的数据，操作系统启动，操作系统会遍历进程的PCB，最终形成proc目录下的文件数据。

** 这些数据不是磁盘级别，而是内存级别的。**

** proc是实时更新的，运行一个进程，这个进程的PID就会出现在proc目录中。**

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    如：要获取PID为1的进程信息，你需要查看 /proc/1 这个文件夹。

我们可以使用ls、top、ps等命令查看当前正在运行的进程：

** ls:**

命令：ls /proc

** top:**

命令：top

** ps:**

命令：ps axj

    特别的，对于**ps axj**命令，我们如果知道进程的文件名，可以通过**管道**来获取关键名，进行更高效的搜索展示：

比如我们提前运行起来名字为mytest的程序，那么可以使用管道结合grep：
ps axj | grep mytest

二.认识并了解进程的关键信息

I，PID/PPID

** 进程id（PID）：每一个进程都有自己的独特的标识自己的ID。**

** **就像人的身份证，学生的学号一样，一个进程创建的时候会有自己的PID。进程的PID是一个大整数，一旦获取，在进程结束之前都是不变的。同一个可执行程序，在不同时间运行，PID不同，并且后面的PID较大。

** 父进程id（PPID）：相对父辈的进程的PID；**

     我们可以通过 **头文件<unistd.h> 的 getpid()  **和 **getppid() **函数来得到进程的**PID**和**PPID:**

#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
using namespace std;
   
int main()
{
    while(1)
    {
          
        int i = 1;
        while(i != 1e9)
        {
            ++i;
        }

        cout<<"-----------"<<endl;                                       
        cout<<"my pid:"<<getpid()<<endl;
        cout<<"my ppid:"<<getppid()<<endl;
    }
    return 0;
}

上面的进程运行起来之后：

    通过分析，当前运行进程的**pid=23654，**没什么问题。

    为了方便演示进程，我们故意写了一个死循环；如果想要**结束这个进程**，我们可以采取如下的方式： 

   ** 杀进程：ctrl + C 或者 kill -9 + 进程PID**

    当我们杀掉进程后，再次运行起来，发现pid=变大了，没问题。 但是问题是**两次运行的ppid是相同的**！通过查询我们发现 ppid=23714的进程正是**Bash（命令行解释器）**

   ** 在命令行中，执行命令/执行程序的，本质是Bash的进程创建子进程，由子进程执行我们的代码。（Bash是Linux下常用的 shell 外壳）**

II，exe

** exe链接到可执行程序的位置**

    进程在运行起来时，**exe记录了当前这个运行的程序的位置；是当前程序的固有属性，不变的。**

III，cwd

** cwd（current work directory）当前工作目录**

    cwd记录了当前**工作目录**：**是我们进行操作的目录，是可指定的。一般而言，我们的工作目录就是当前所处的目录。**

    这也就解释了在C语言阶段时，当我们在源码中使用**fopen**时，为什么**默认创建的文件的位置是当前文件夹**。因为**cwd**会存储当前程序运行的目录位置，并自动拼接在我们创建的文件名称之前，于是创建的文件**默认**是在**当前路径**。如果想要指定路径，则需要写绝对路径。

三、fork（）创建进程

** 父进程的概念：在Linux中， 程序启动之后，新建任何进程的时候，都是由自己的父进程创建的。**

** 父进程id（PPID）：相对父辈的进程的PID；**

    父子进程的关系满足树状结构：一个父进程可以有多个子进程；而一个子进程只有唯一的父进程。

fork函数的man手册解释****：

     ![](https://i-blog.csdnimg.cn/direct/1a15ab3e0c054a32bae8bd42c3c8e94c.png)

    通过查看man手册，我们发现fork函数的解释是十分费解的。

     想要理解fork（）函数，仅仅看解释还不够，需要理解下面这一段代码并解释清楚运行情况才可以：

    当我们运行起来这一个程序，我们会发现这样的现象：

    **我们会发现if和else的语句同时被执行了，一般而言这是不可能发生的事情！**

** 原因在于，在fork创建一个子进程之后，这个进程的执行分支就不再是一个执行分支了，而是两个执行分支。一个分支的id满足if的条件，而另一个分支的id满足else的条件，所以整体上表现出if和else同时被执行的错觉。**

    在前面的讲解中，我们知道：

进程 = 内核数据结构 + 代码和数据

     当我们在进程A中创建一个进程a1时，a1可以拥有内核数据结构，但是a1到哪里去加载代码和数据呢？

    **于是，进程A创建的子进程a1就加载了进程A的代码和数据，但是两份代码和数据是相互独立的。也就是说，进程A中的全局变量glo = 0，在fork之后，子进程修改glo，修改的是自己的glo，而不是进程A的glo，进程A的glo仍=0；**

** fork：fork创建子进程之后，父子进程的代码共享。但是数据各自独自私有一份，数据独立。**

** 为什么？**

    **进程具有很强的独立性，多个进程之间，运行时，互不影响。包括父子进程之间。**

    （就比如你在VS上写一个代码，编译出的可执行程序运行时出现野指针，崩了，但是VS不会挂。这就是因为**VS进程**和**你写的进程**是两个进程，**进程之间具有很强的独立性**）

fork总结：

    **1.id的返回值，给父进程（pid），子进程（0）；**

    2.fork会有两个返回值--为什么？

因为子进程加载了父进程的代码和数据，自己单独返回了id给自己的那一份数据赋值。

    3.接收fork的返回值只有一个变量，怎么会有不同的值？

            **本质上与2是相同的问题，此外也是为了保持进程之间的独立性。**

            怎么做到的？

** --进程地址空间**

    fork之后哪一个进程先运行？

由操作系统的调度器自主决定。

完·~

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