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1. 通过系统调用创建进程—fork

1.1 通过fork创建进程：

1.2 如何不退出 vim 直接执行命令呢？

3. fork创建进程的本质

4. 父子进程的分流：

 2. 进程状态

 3. 信号

3.1 显示全部信号

3.1 停止进程

3.2 继续进程

3.3 杀死进程

 后台进程

 4. 僵尸进程与孤儿进程

4.1 僵尸进程

4.2 孤儿进程

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 Linux🌷

1. 通过系统调用创建进程—fork

1.1 通过fork创建进程：

经过运行，确实证明了它们是父子关系。

那父进程是由哪个进程创建的呢？

经过查看它是由 bash 创建的。

1.2 如何不退出 vim 直接执行命令呢？

1. 在 vim 下使用man手册查看fork的用法

2. 在vim下编译.c文件

3. 在vim下运行程序

上述命令执行完后，我们按q直接便可以进入vim的命令模式

3. fork创建进程的本质

在操作系统中，创建进程有多种方式：

1. 在shell中执行各种命令；

2. 使用fork()系统调用；

其实在操作系统角度，上述两种创建进程的方式是没有差别的！！！

fork 创建进程的本质

fork会创建进程那就意味着，操作系统中多了一个进程，也就是说多了：与进程相关的内核的数据结构(task_struct) + 进程的代码和数据，那它们是怎么来的呢？

1. task_struct是以父进程为模板，由操作系统来进行初始化获得的；
2. 进程的代码和数据在默认情况下，会继承父进程的全部代码和数据；
3. fork之后子进程和父进程代码是共享的，内存中只有一份代码；
4. 子进程拥有全部的代码，只是因为程序一直往后执行，所以可以看到子进程执行fork后续的代码，但若修改子进程的PC，子进程也可以执行fork之前的代码；
5. 在不考虑修改的情况下，父子进程数据也是共享的，但若修改时，则是通过“写时拷贝”完成的，以此来实现进程的独立性。

写时拷贝

原本内存中，父子进程共享数据，但当父(子)进程想要修改数据时，那边会在内存中拷贝一份需要修改的数据，然后供此进程使用。

我们创建子进程就是为了让和父进程干一样的事吗？

其实我们还可以使用 if else 对 fork() 的返回值进行判断，根据返回值的不同，进行分流，让它们执

行不同的事情。

4. 父子进程的分流：

fork的返回值： 

失败：<0;

成功：给父进程返回子进程的pid；

           给子进程返回0；

下述代码是一个父子进程分流的样例：

如何理解fork会有两个返回值呢？

其实fork是一个函数，首先执行fork内部的核心功能(创建子进程)，完了之后便执行return 返回值，

在return之前，子进程已经创建完毕，父子进程各自执行return，return之后的返回值也是数据，这

是便发生了“写时拷贝”，产生了不同的返回值。

 fork之后，其实父子进程谁先运行，这是不确定的，是由调度器（CPU）来进行调度的。

 2. 进程状态

进程是有状态信息的。其本质是一种分类，是为了方便OS快速判断进程，完成特定的功能。

进程的状态信息存在task_struct中。

在内核源代码中进程的状态有如下定义：

/*
* The task state array is a strange "bitmap" of
* reasons to sleep. Thus "running" is zero, and
* you can test for combinations of others with
* simple bit tests.
*/
static const char * const task_state_array[] = {
"R (running)", /* 0 */
"S (sleeping)", /* 1 */
"D (disk sleep)", /* 2 */
"T (stopped)", /* 4 */
"t (tracing stop)", /* 8 */
"X (dead)", /* 16 */
"Z (zombie)", /* 32 */
}; 

R：运行状态

 注意：

运行状态并不意味着进程一定在运行中，它表明进程要么是在运行中，要么在运行队列里。

操作系统会对运行队列中的task_struct进行调度，每次调度相隔时间很短，我们察觉不到。

S：可中断睡眠 / 浅度睡眠

D：不可中断睡眠 / 深度睡眠

当进程需要等待除了CPU外的其他资源时，便会陷入睡眠状态，例如：磁盘、网卡、显示器

等资源；

我们把，从运行状态的task_struct从run_queue，放到等待队列中，就叫做挂起等待，也称为

阻塞；

从等待队列，放到运行队列，被CPU调度就叫做唤醒进程。

深度睡眠：D

当进程需要磁盘资源时，对磁盘进行申请，磁盘的动作是很慢的，CPU的动作是很快的；

此时内存资源极度缺乏，OS看见此进程在睡眠（其实在申请磁盘资源），便杀死此进程，腾出资

源，这时此进程便进入深度睡眠状态；

在此状态，该进程是不可被 ctrl c 退出的，也不能 kill -9 pid 杀死该进程。

最简单的方式便是重启shell;

另一种便是修改内核，将进程状态由D改为其他状态，然后使用kill ,一般很少会遇见。

 S：可中断睡眠 / 浅度睡眠

我们很疑惑：进程不是一直在运行吗？为什么还是处于浅度睡眠态呢？

这个程序是将内容输出到显示器上的，显示器是一个外设，对于CPU来说速度特别慢；

进程其实是一直处在R与S状态的切换中的。

而R：运行状态演示的那个代码没有输出操作，不用等待IO因此处于R态；

在S状态，按 ctrl c 可退出进程的运行；

 T：停止状态

彻底停止，什么都不做，不同于S，S只是睡眠，比如sleep(1)，更新：1秒最后会为0；

t：追踪状态

因为追踪而进行定位，它的典型应用为：F9打断点后，查看一些信息；

X：死亡状态

进程死亡便要回收：进程资源 = 进程相关的内核数据结构 + 进程的代码和数据

Z：僵尸状态

有僵尸状态是为了辨别进程退出死亡的原因！也就是进程推出的信息，它也是一种数据，是存在

task_struct中的

3. 信号

3.1 显示全部信号

kill -l

 在信号里面有三个我们常用的：

3.1 停止进程

kill -19 pid

3.2 继续进程

kill -18 pid

3.3 杀死进程

kill -9 pid

 后台进程

 后台进程：可以在运行时输命令，无法ctrl c杀死，只能kill -9 pid杀死 

将一个进程在后台运行：

//原本正常运行程序
./test//后台运行
./test &

将后台进程提到前台：

后台运行是可以输入命令的
直接在正在运行进程的会话中输入fg命令

4. 僵尸进程与孤儿进程

4.1 僵尸进程

僵死状态（ Zombies ）是一个比较特殊的状态。

当子进程退出并且父进程（使用 wait() 系统调用 , 后面讲）

没有读取到子进程退出的返回代码时就会产生僵死 ( 尸 ) 进程；

僵死进程会以终止状态保持在进程表中，并且会一直在等待父进程读取退出状态代码。

所以，只要子进程退出，父进程还在运行，但父进程没有读取子进程状态，子进程进入 Z 状态

也就是说：

当父进程一直存在，子进程被杀，但子进程的资源没有被回收，那么子进程便会变为僵尸状态；

当一个进程处于僵尸状态时，kill 9也无法杀死；

 杀死子进程查看发现子进程变成僵尸状态。

僵尸进程的危害：

进程的退出状态必须被维持下去，因为他要告诉关心它的进程（父进程），你交给我的任

务，我办的怎么样了。可父进程如果一直不读取，那子进程就一直处于Z 状态？

是的

维护退出状态本身就是要用数据维护，也属于进程基本信息，所以保存在 task_struct(PCB)

中，换句话说，Z 状态一直不退出， PCB 一直都要维护？是的

那一个父进程创建了很多子进程，就是不回收，是不是就会造成内存资源的浪费？是的！因

为数据结构对象本身就要占用内存，想向C 中定义一个结构体变量（对象），是要在内存的

某个位置进行开辟空间！

内存泄漏 ? 是的！

如何避免？后面讲

4.2 孤儿进程

当父进程先退出，那么父进程创建的子进程便会称为孤儿进程，该进程会被1号进程领养；

1号进程为操作系统；

杀死父进程，查看发现子进程变为孤儿，被1号进程领养，1号进程为操作系统；

 坚持打卡！

😃