进程代码初识

`proc.c`

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    while(1) {
        printf("I'm a process!\n");
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

1.#include <stdio.h> 和 #include <unistd.h>：这两行是C语言的预处理指令，它们告诉编译器在编译程序之前将标准输入输出库（stdio.h）和Unix系统调用库。

2.sleep(1);：这是一个系统调用，它使进程休眠1秒钟。也就是说，每次循环执行后，程序会休眠1秒钟，然后再次执行循环。

这个程序是一个简单的无限循环，每秒打印一次"I’m a process!"，并在每次打印后休眠1秒钟。这可以用于演示一个运行中的进程，它以1秒的间隔输出一条消息。如果要终止程序，您可以手动中断它，例如按下Ctrl+C。

`Makefile`

proc:proc.c 
	gcc -o proc proc.c
.PHONY:clean
clean:
	rm -f proc

proc: proc.c：这一行指示Make工具如何构建目标"proc"。它告诉Make工具，要生成目标"proc"，它依赖于"proc.c"文件。如果"proc.c"文件发生了变化，Make工具将重新编译"proc"目标。
gcc -o proc proc.c：这是实际的编译命令。它告诉gcc编译器将"proc.c"源文件编译成一个可执行文件，文件名为"proc"。"-o"选项用于指定输出文件的名称。
.PHONY: clean：这一行定义了一个伪目标，即"clean"。伪目标通常用于执行一些特殊的任务，而不是生成文件。在这种情况下，它用于清理生成的可执行文件。
clean:：这一行表示"clean"目标的开始。它告诉Make工具，下面的命令将执行"clean"操作。
rm -f proc：这是"clean"目标的命令部分。它使用rm命令来删除名为"proc"的文件。-f选项告诉rm命令在文件不存在时不报错，以避免出现错误消息。这个命令的效果是删除生成的可执行文件。

执行

上述的Makefile文件本身并不产生输出，它用于编译和清理程序。要执行该Makefile文件并生成可执行文件，请按照以下步骤进行操作：

创建一个名为proc.c的C源代码文件，将其中的内容设置之前提供的程序代码。
在同一目录下创建一个名为Makefile的文件，并将其内容设置为您之前提供的Makefile代码。
打开终端，并导航到包含proc.c和Makefile的目录。
执行以下命令以编译程序：

make

这将使用Makefile中的规则来编译proc.c并生成可执行文件proc。

一旦编译完成，您可以运行生成的可执行文件proc：

./proc

这将启动程序，它会每秒输出一次"I’m a process!"，并无限循环运行。

如果您想要清理生成的可执行文件，可以运行以下命令：

1	make clean

这将删除名为proc的可执行文件。

请注意，输出将在终端上显示，以每秒一次的频率打印"I’m a process!"。要停止程序的运行，您可以在终端中按下Ctrl+C来中断它。

结果

1	ps axj \| head -1 && ps axj \| grep proc \| grep -v grep

ps axj | head -1：这部分命令首先运行ps axj，它用于显示所有进程的详细信息。然后，通过管道|将其输出传递给head -1，head命令用于显示输出的前几行，-1表示只显示第一行，即进程表的标题行。
&&：这是逻辑操作符，用于在前一个命令成功执行后才执行下一个命令。
ps axj | grep proc | grep -v grep：这部分命令运行ps axj以获取进程列表，然后通过两次grep过滤出包含关键字"proc"的进程。具体来说：
- 第一个grep命令grep proc用于筛选包含"proc"关键字的行。
- 第二个grep命令grep -v grep用于排除包含"grep"关键字的行，以避免匹配到自身的grep进程。

最终的输出显示了进程列表中包含关键字"proc"的进程信息，包括它们的父进程ID（PPID）、进程ID（PID）、进程组ID（PGID）、会话ID（SID）、终端（TTY）、终端进程组ID（TPGID）、状态（STAT）、用户ID（UID）、累计CPU时间（TIME）和命令（COMMAND）。

根据输出，可以看到一个进程具有PID 24055，它是通过执行./proc命令启动的。

终止进程

1	kill -9 24055 //24055为上述查询到的进程id

执行kill -9 24055命令会发送一个**强制终止信号（SIGKILL）**给进程PID为24055的进程。这会立即终止该进程，而不会给予它进行清理或保存数据的机会。

请注意，使用kill -9是一种强制终止进程的方法，应该小心使用，因为它不允许进程进行善后工作。只有在有必要时才应该使用这种信号，例如当一个进程不响应其他终止信号并且必须立即停止时。

在执行kill -9 24055后，进程PID 24055将被终止，不再运行。如果需要终止其他进程，请将其PID替换为所需的PID。

系统调用初识

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    while (1) {
        printf("I'm a process! My pid:%d\n", getpid());
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

#include <unistd.h>：这是包含Unix标准库的预处理指令，其中包含了sleep函数，用于在程序中添加延迟。
#include <unistd.h>：这是包含Unix标准库的预处理指令，其中包含了 getpid() 函数和 sleep() 函数的声明。
printf("I'm a process! My pid:%d\n", getpid());：这是一个输出语句，用于在终端上打印一条消息。getpid()函数用于获取当前进程的进程ID（PID），并将其插入到消息中。

结果

`getpid()`

getpid() 是一个C标准库函数，通常用于获取当前进程的进程ID（PID）。PID是一个唯一标识运行中进程的正整数值。

以下是对getpid()函数和示例程序的详细解释：

包含头文件：为了使用getpid()函数，首先需要包含合适的头文件。通常，我们会包含 <unistd.h> 头文件，因为该头文件包含了getpid()函数的声明。

1	#include <unistd.h>

声明变量：在示例程序中，我们声明了一个名为pid的变量，其类型是 pid_t。pid_t 是一个数据类型，通常用于表示进程ID。

1	pid_t pid;

使用getpid()函数：接下来，我们使用getpid()函数来获取当前进程的PID，并将其存储在pid变量中。

1	pid = getpid();

打印PID：最后，我们使用printf函数将获取到的PID打印到终端上，以便查看。

1	printf("My PID is: %d\n", pid);

示例程序中的完整代码：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    pid_t pid;

    pid = getpid();  // 获取当前进程的PID

    printf("My PID is: %d\n", pid);

    return 0;
}

当您运行这个程序时，它会执行以下操作：

调用getpid()函数，该函数返回当前进程的PID，并将其存储在pid变量中。
使用printf函数将获取到的PID打印到终端上，形成一条类似 “My PID is: 12345” 的输出，其中12345是当前进程的实际PID。
然后，程序返回0作为退出状态码，表明程序正常退出。

通过这个示例程序，可以获得当前运行进程的PID，这在许多进程管理和通信场景中非常有用。每个运行的进程都有一个唯一的PID，允许操作系统和其他程序识别和管理它们。

`getppid()`

getppid 函数用于获取当前进程的父进程的进程ID（PID）。后续与fork()函数一起讲解。

返回类型：getppid 函数返回一个 pid_t 类型的整数，表示父进程的PID。pid_t 是一个有符号整数类型，通常用于表示进程ID。
用途：主要用于进程间通信和进程控制的场景，它允许一个进程获取其父进程的PID。这在一些编程任务中非常有用，如父子进程之间的协作或监视。
父进程：父进程是启动当前进程的进程。**在典型情况下，父进程是终端 shell 进程，因为终端 shell 通常是用户启动程序的方式。**但也可以通过其他方式启动进程（例如创建子进程），因此父进程可能不仅仅是终端 shell。
使用示例：下面是一个使用 getppid 函数的示例程序，它获取当前进程的父进程的PID并输出到标准输出：
1
2
3
4
5
6
7
8
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main() {
pid_t parent_pid = getppid();
printf("My parent's PID: %d\n", parent_pid);
return 0;
}
这个程序将输出当前进程的父进程的PID。
常见场景：getppid 函数在编写守护进程、进程间通信、子进程创建和控制等任务中常常被使用。它允许进程在运行时获取有关其父进程的信息，以便执行不同的操作，例如向父进程报告状态或请求资源。

总之，getppid 函数是一个用于获取父进程PID的系统调用，可以用于进程间的信息交流和控制。它允许一个进程了解其创建者或启动者，并在需要时与之进行交互。

查看进程方式

当需要查看进程时，可以使用以下命令和方法来获取详细信息：

ps命令：ps命令用于列出当前终端会话中的进程。您可以使用不同的选项来获取不同层次的信息：
- ps aux：显示所有用户的所有进程的详细信息，包括进程ID（PID）、CPU使用率、内存使用等。
- ps -ef：类似于ps aux，也会列出所有用户的所有进程。
- ps -e | grep process_name：通过进程名称查找特定进程。
- ps axj：显示进程的详细信息，包括父进程ID（PPID）、进程组ID（PGID）、会话ID（SID）、终端、状态、用户ID（UID）、运行时间、命令等
top命令：top命令提供实时的进程监视和系统性能信息。启动top后，您可以看到进程列表以及CPU、内存等资源使用情况。按键盘上的不同键可以对进程列表进行排序和筛选，例如按P键按CPU使用率排序，按M键按内存使用率排序。
htop命令：htop是top的交互式版本，提供更多功能和可视化选项。它使用颜色和更直观的界面来显示进程信息，还允许您通过鼠标或键盘进行交互式操作。
pgrep命令：pgrep命令用于根据进程名称查找进程ID（PID）。例如，pgrep firefox将返回所有名为 “firefox” 的进程的PID。
/proc文件系统：Linux系统中的/proc文件系统包含了有关系统中运行的进程的详细信息。您可以使用文件浏览器或命令行来查看/proc目录中的进程信息。每个进程都有一个以其PID命名的目录，其中包含有关该进程的各种文件，例如/proc/PID/status包含了进程的状态信息。

这些方法可以根据您的需求选择使用，以获取有关正在运行的进程的详细信息。通常，ps、top和htop是最常用的工具，而pgrep和/proc文件系统可以用于更具体的任务。

`fork()`初识

fork 函数是一个用于创建新进程的系统调用，它在Unix-like操作系统中非常常见。以下是对 fork 函数的详细解释：

函数原型：
1
2
#include <unistd.h>
pid_t fork(void);
- fork 函数返回一个 pid_t 类型的值，表示新进程的PID。在父进程中，返回新进程的PID；在子进程中，返回0；如果出现错误，返回-1。
功能：
- 当调用 fork 函数时，操作系统会创建一个新的进程，新进程是调用进程（父进程）的副本。父进程和子进程将在之后的执行中独立运行，彼此不会相互影响。
- 父进程和子进程之间的主要区别在于返回值：父进程接收子进程的PID，而子进程接收0作为返回值，这样可以通过返回值来区分两者。
- 子进程继承了父进程的大部分属性，包括代码、数据、文件描述符、环境变量等，但它们之间的资源（如文件描述符的位置、内存映射等）是独立的，不会相互干扰，会发生写诗拷贝。
用途：
- 创建多进程程序，同时执行不同的任务。
- 在服务器应用中，父进程通常用于接受客户端连接，而子进程用于处理每个客户端的请求。
- 在一些情况下，fork 用于实现并行计算，将工作分配给多个子进程以提高性能。

示例：下面是一个示例程序，演示如何使用 fork 函数创建一个子进程：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    pid_t child_pid = fork();
    
    if (child_pid == -1) {
        // 错误处理
        perror("fork");
        return 1;
    }
    
    if (child_pid == 0) {
        // 子进程代码
        while (1) {
            printf("Child: My PID=%d, My parent's PID=%d\n", getpid(), getppid());
            sleep(3); // 可以添加适当的延迟，以控制打印速率
        }
    } else {
        // 父进程代码
        while (1) {
            printf("Parent: My PID=%d, My parent's PID=%d\n", getpid(), getppid());
            sleep(3); // 可以添加适当的延迟，以控制打印速率
        }
    }
    
    return 0;
}