10_Linux下进程的创建与使用
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操作系统创建进程的流程一、引言在计算机科学中,进程是指计算机中正在运行的一个程序实例。
操作系统负责管理和控制进程的创建、执行和终止。
进程的创建是操作系统的重要功能之一,本文将详细介绍操作系统创建进程的流程。
二、进程的定义进程是指在计算机系统中正在运行的一个程序实例,它具有独立的内存空间和执行环境。
每个进程都有自己的标识符(PID)和状态,可以并发地执行不同的任务。
三、进程的创建流程操作系统创建进程的流程大致可以分为以下几个步骤:1. 程序加载:首先,操作系统需要将要执行的程序从存储介质(如硬盘)加载到内存中。
这涉及到磁盘读取和内存分配等操作。
2. 内存分配:在将程序加载到内存中后,操作系统需要为新进程分配一块独立的内存空间。
这样,进程就可以在自己的地址空间中执行,而不会与其他进程相互干扰。
3. 上下文切换:在为新进程分配内存空间后,操作系统需要保存当前进程的上下文信息,包括程序计数器、寄存器等。
然后,操作系统将控制权转移到新进程,开始执行它的代码。
4. 初始化:新进程开始执行后,操作系统需要对其进行初始化。
这包括设置进程的状态、打开文件描述符、建立与其他进程的通信等。
5. 执行程序:一旦新进程被初始化,操作系统就会开始执行该进程的代码。
进程可以执行一系列指令,访问内存和设备资源,并进行各种计算和操作。
6. 进程调度:在多任务环境下,操作系统需要合理地调度进程的执行顺序。
进程调度算法可以根据不同的策略来选择下一个要执行的进程,如时间片轮转、优先级调度等。
7. 进程终止:当进程完成其任务或发生错误时,操作系统会终止该进程的执行。
在终止进程之前,操作系统会释放进程占用的内存和资源,并通知其他相关进程。
四、进程控制块(PCB)操作系统创建进程时,会为每个进程分配一个进程控制块(PCB),用于保存进程的相关信息。
PCB包括进程的标识符、状态、优先级、程序计数器、寄存器、内存分配信息等。
PCB的存在使得操作系统能够有效地管理和控制进程的创建、执行和终止。
操作系统实验3进程的创建控制实验实验三的目标是通过实现一个进程控制程序,来加深我们对进程创建和控制机制的理解,并通过实践来熟悉和掌握相关的编程技巧。
在进行实验之前,我们需要先了解进程的一些基本概念和相关知识。
首先,进程的创建是通过操作系统中的系统调用来完成的。
在Linux系统中,常用的创建进程的系统调用有fork(和exec(。
fork(系统调用可以创建一个新的进程,该进程与调用fork(的进程几乎完全相同;而exec(系统调用则在新创建的进程中执行一个新的程序。
另外,进程的控制机制主要是通过进程的状态来实现的。
进程可以处于就绪状态、运行状态和阻塞状态。
就绪状态的进程可以被调度器选择后立即运行,而阻塞状态的进程则需要等待一些条件满足后才能被唤醒并变为就绪状态。
实验三的具体内容包括:1. 编写一个程序,通过调用fork(创建多个子进程。
子进程和父进程可以并行执行,共享程序的代码和数据段。
2. 子进程通过调用exec(系统调用执行不同的程序。
可以通过调用不同的exec(函数或者传入不同的参数来执行不同的程序。
3. 子进程执行的程序可能会产生不同的结果,比如输出不同的字符串或者产生不同的返回值。
我们可以通过wait(系统调用等待子进程退出,并获取子进程的返回值。
4. 父进程可以通过调用waitpid(系统调用来选择等待一些特定的子进程,以及获取特定子进程的返回值。
通过实验三的实践,我将更加深入地了解进程的创建和控制机制。
实验三的实验结果将让我熟悉和掌握相关的编程技巧,为我今后更加熟练地编写和控制进程打下坚实的基础。
总之,实验三是一个非常有意义的实验,将帮助我更加深入地理解进程的创建和控制机制,并通过实践获得相关的编程技巧。
这将对我今后的学习和实践有很大的帮助。
Linux 进程的启动方式程序或者命令的执行实际上是通过进程实现的。
通常情况下,程序或者命令是保存在硬盘上的,当在命令行中输入一个可执行程序的文件名或者命令并按下Enter 键后,系统内核就将该程序或者命令的相关代码加载到内存中开始执行。
系统会为该程序或者命令创建一个或者多个相关的进程,通过进程完成特定的任务。
启动进程的方式有两种,分别为前台启动方式和后台启动方式。
1.以前台方式启动进程在终端窗口的命令行上输入一个Linux命令并按Enter键,以前台方式启动了一个进程。
例如,在终端窗口上执行“find /-name myfile.txt”命令,就可以以前台的方式启动一个进程。
而在该进程还未执行完时,可按下Ctrl+z组合键将该进程暂时挂起。
然后,可以使用ps命令查看该进程的有关信息,如图41所示。
图41 前台方式启动进程2.以后台方式启动进程在前台运行的进程是正在进行交互操作的进程,它可以从标准输入设备接收输入,并将输出结果送到标准输出设备,在同一时刻只能有一个进程在前台运行。
而在后台运行的进程一般不需要进行交互操作,不接收终端的输入。
通常情况下,可以让一些运行时间较长而且不接受终端输入的程序以后台方式运行,让操作系统调度它。
要在命令行上以后台方式启动进程,需要在执行的命令后添加一个“&”。
例如,在终端窗口的命令行上输入命令“find / -name myfile2.txt &”并按下Enter键后将从后台启动一个进程。
启动后,系统会显示如下所示的信息:[2] 3516这里的数字2表示该进程是运行于后台的第2个进程,数字3516是该进程的PID(即进程标识码,用于惟一地标识一个进程)。
然后,出现了shell提示符,这表示已返回到前台。
这时,执行ps命令将能够看到现在在系统中有两个由find命令引起的进程,它们的标识号是不同的,因而是两个不同的进程,其中,PID为3385的进程就是刚才被挂起的进程。
linux进程管理实验心得在操作系统课程中,我们进行了一系列关于Linux进程管理的实验。
通过这些实验,我对Linux进程管理有了更深入的理解,并且学到了很多有关进程管理的知识和技巧。
在这篇文章中,我将分享我的实验心得和体会。
首先,我学会了如何创建和终止进程。
在实验中,我们使用了fork()函数来创建子进程,并使用exec()函数来加载新的程序。
这样,我们可以在一个进程中创建多个子进程,并且每个子进程可以执行不同的任务。
而通过调用exit()函数,我们可以终止一个进程的执行。
这些操作让我更加清楚地了解了进程的创建和终止过程。
其次,我学会了如何管理进程的优先级。
在Linux中,每个进程都有一个优先级,用于决定进程在CPU上执行的顺序。
通过使用nice命令,我们可以为进程设置不同的优先级。
较高的优先级意味着进程将更频繁地获得CPU时间片,从而提高了进程的执行效率。
这对于提高系统的整体性能非常重要。
此外,我还学会了如何监控和调试进程。
在实验中,我们使用了ps命令来查看当前系统中正在运行的进程。
通过查看进程的状态和资源使用情况,我们可以了解到系统的运行状况。
而使用top命令,则可以实时地监控进程的运行情况。
此外,我们还学会了使用gdb调试器来调试进程。
通过设置断点和观察变量的值,我们可以找到程序中的错误并进行修复。
最后,我认识到进程管理是操作系统中非常重要的一部分。
一个好的进程管理系统可以提高系统的性能和稳定性。
通过合理地管理进程的创建、终止和调度,可以使系统更加高效地利用资源,并且能够更好地响应用户的需求。
因此,学习和掌握进程管理技术对于成为一名优秀的系统管理员或开发人员来说是非常重要的。
通过这些实验,我不仅学到了很多关于Linux进程管理的知识,还提高了自己的实践能力和问题解决能力。
在实验过程中,我遇到了各种各样的问题,但通过查阅资料、与同学讨论和不断尝试,我最终成功地解决了这些问题。
这让我更加自信地面对未来的挑战。
如何执行在Linux上运行的应用程序关键字:Linux 先决条件 要充分理解本文,必须具备Windows 环境下桌面应用程序的工作经验,我认为读者对如何使用Linux 桌面有一个基本的了解。
使用一个运行的Linux 计算来机探讨本文的概念和示例是很有帮助的。
概述 有时候第一次在Linux 上运行一个应用程序需要一点额外工作。
有些应用程序,比如服务器服务,可能无法安装为服务,因此您需要从命令行启动这些应用程序。
对于启动这些应用程序的用户帐户而言,需要在应用程序文件中设置执行许可标志(x)。
运行用户空间应用程序 Linux 在内核空间或用户空间运行进程。
用户空间是操作系统的区域,应用程序通常在此运行。
简单地说,每个用户帐户有其自己的用户空间,应用程序在这个领域内运行。
默认情况下,只有root 用户有权访问内核空间。
root 用户是Linux 中的超级用户,相当于Windows 中的管理员帐户。
在root 用户帐户下运行应用程序可能会引起安全风险,是不可取的。
很多服务器服务需要root 权限启动服务。
然而,服务启动后,root 帐户通常会将其移至服务帐户。
严格地说,Linux 中的服务帐户才是标准的用户帐户。
主要区别是服务帐户仅用于运行一个服务,而不是为任何实际登录的用户准备的。
设置权限 您可以使用chmod 命令在一个文件中设置执行权限。
在Linux 中,umask 设置通常用来防止下载的文件被执行,也有充分的理由相信,因为它有助于维护Linux 计算机的安全性。
大多数Linux 发行版具有一个值为022 的umask 设置,这意味着,默认情况下一个新文件权限设置为644.权限的数字表示形式采用读(4)、写(2)、执行(1) 的格式。
因此,默认权限为644 的应用程序下载意味着文件所有者有读写权限,而组用户和其他用户只有读权限。
例如,为每个人赋予一个文件的执行权限,使用chmod a+x 命令。
Linux系统编程之进程控制(进程创建、终⽌、等待及替换)进程创建在上⼀节讲解进程概念时,我们提到fork函数是从已经存在的进程中创建⼀个新进程。
那么,系统是如何创建⼀个新进程的呢?这就需要我们更深⼊的剖析fork 函数。
1.1 fork函数的返回值调⽤fork创建进程时,原进程为⽗进程,新进程为⼦进程。
运⾏man fork后,我们可以看到如下信息:#include <unistd.h>pid_t fork(void);fork函数有两个返回值,⼦进程中返回0,⽗进程返回⼦进程pid,如果创建失败则返回-1。
实际上,当我们调⽤fork后,系统内核将会做:分配新的内存块和内核数据结构(如task_struct)给⼦进程将⽗进程的部分数据结构内容拷贝⾄⼦进程添加⼦进程到系统进程列表中fork返回,开始调度1.2 写时拷贝在创建进程的过程中,默认情况下,⽗⼦进程共享代码,但是数据是各⾃私有⼀份的。
如果⽗⼦只需要对数据进⾏读取,那么⼤多数的数据是不需要私有的。
这⾥有三点需要注意:第⼀,为什么⼦进程也会从fork之后开始执⾏?因为⽗⼦进程是共享代码的,在给⼦进程创建PCB时,⼦进程PCB中的⼤多数数据是⽗进程的拷贝,这⾥⾯就包括了程序计数器(PC)。
由于PC中的数据是即将执⾏的下⼀条指令的地址,所以当fork返回之后,⼦进程会和⽗进程⼀样,都执⾏fork之后的代码。
第⼆,创建进程时,⼦进程需要拷贝⽗进程所有的数据吗?⽗进程的数据有很多,但并不是所有的数据都要⽴马使⽤,因此并不是所有的数据都进⾏拷贝。
⼀般情况下,只有当⽗进程或者⼦进程对某些数据进⾏写操作时,操作系统才会从内存中申请内存块,将新的数据拷写⼊申请的内存块中,并且更改页表对应的页表项,这就是写时拷贝。
原理如下图所⽰:第三,为什么数据要各⾃私有?这是因为进程具有独⽴性,每个进程的运⾏不能⼲扰彼此。
1.3 fork函数的⽤法及其调⽤失败的原因fork函数的⽤法:⼀个⽗进程希望复制⾃⼰,通过条件判断,使⽗⼦进程分流同时执⾏不同的代码段。
操作系统第⼆次实验报告——Linux创建进程及可执⾏⽂件结构分析0 个⼈信息张樱姿201821121038计算18121 实验⽬的熟练Linux创建进程fork操作。
2 实验内容在服务器上⽤VIM编写⼀个程序:⼀个进程创建两个⼦进程。
查看进程树查看进程相关信息3 实验报告 3.1编写程序创建两个⼦进程1 #include<sys/types.h>2 #include<stdio.h>3 #include<unistd.h>45int main(){6 pid_t cpid1 = fork(); //创建⼦进程178if(cpid1<0){9 printf("fork cd1 failed\n");10 }11else if(cpid1==0){12 printf("Child1:pid: %d, ppid: %d\n",getpid(),getppid());13 }14else{15 pid_t cpid2 = fork(); //创建⼦进程216if(cpid2<0){17 printf("fork cd2 failed\n");18 }19else if(cpid2==0){20 printf("Child2:pid: %d, ppid: %d\n",getpid(),getppid());21 }22else{23 printf("Parent: pid :%d\n",getpid());24 }25 }26 }编译运⾏后的结果:3.2打印进程树 添加sleep函数以挂起进程,⽅便打印进程树:1 #include<sys/types.h>2 #include<stdio.h>3 #include<unistd.h>45int main(){6 pid_t cpid1 = fork();78if(cpid1<0){9 printf("fork cd1 failed\n");10 }11else if(cpid1==0){12 printf("Child1:pid: %d, ppid: %d\n",getpid(),getppid());13 sleep(30); //挂起30秒14 }15else{16 pid_t cpid2 = fork();17if(cpid2<0){18 printf("fork cd2 failed\n");19 }20else if(cpid2==0){21 printf("Child2:pid: %d, ppid: %d\n",getpid(),getppid());22 sleep(30); //挂起30秒23 }24else{25 printf("Parent: pid :%d\n",getpid());26 sleep(60); //挂起60秒27 }28 }29 }pstree -p pid #打印进程树 3.3 解读进程相关信息 3.3.1 解释执⾏ps -ef后返回结果中每个字段的含义 ps -ef输出格式 :UID PID PPID C STIME TTY TIME CMDUID: User ID,⽤户ID。
linux的进程管理实验总结Linux的进程管理实验总结1. 引言Linux中的进程管理是操作系统的核心功能之一,在实际的系统运行中起着重要的作用。
进程管理能够有效地分配系统资源、管理进程的运行状态和优先级,以及监控进程的行为。
本文将以Linux的进程管理实验为主题,分步骤介绍实验过程及总结。
2. 实验目的本次实验的目的是理解Linux中进程的概念,掌握进程的创建、运行和终止的基本操作,以及进程的状态转换过程。
3. 实验环境本次实验使用的是Linux操作系统,可以选择使用虚拟机安装Linux或者使用Linux主机进行实验。
4. 实验步骤4.1 进程的创建在Linux中,可以使用系统调用fork()来创建一个新的子进程。
在实验中,可以编写一个简单的C程序来调用fork()系统调用,实现进程的创建。
具体步骤如下:(1)创建一个新的C程序文件,例如"process_create.c"。
(2)在C程序文件中,包含必要的头文件,如<stdio.h>和<unistd.h>。
(3)在C程序文件中,编写main()函数,调用fork()函数进行进程的创建。
(4)编译并运行该C程序文件,观察控制台输出结果。
实验中,可以通过观察控制台输出结果,判断新的子进程是否被成功创建。
4.2 进程的运行在Linux中,通过调用系统调用exec()可以用一个新的程序替换当前进程的执行。
可以使用exec()函数来实现进程的运行。
具体步骤如下:(1)创建一个新的C程序文件,例如"process_run.c"。
(2)在C程序文件中,包含必要的头文件和函数声明,如<stdio.h>和<unistd.h>。
(3)在C程序文件中,编写main()函数,调用execl()函数来执行一个可执行程序。
(4)编译并运行该C程序文件,观察控制台输出结果。
实验中,可以通过观察控制台输出结果,判断新的程序是否被成功执行。
一、实验目的1. 理解进程的概念和特点。
2. 掌握创建进程的方法和过程。
3. 熟悉进程调度和同步机制。
4. 分析进程创建过程中可能遇到的问题及解决方法。
二、实验环境1. 操作系统:Windows 102. 编程语言:C/C++3. 开发工具:Visual Studio 2019三、实验原理进程是操作系统中进行资源分配和调度的基本单位。
创建进程是操作系统提供的一项基本功能,它允许用户在系统中启动新的程序。
在创建进程的过程中,操作系统会为进程分配一定的资源,如内存、文件句柄等。
四、实验内容1. 创建进程2. 父子进程的同步3. 进程的终止五、实验步骤1. 创建进程(1)编写C/C++程序,使用系统调用创建进程。
(2)父进程调用`fork()`函数创建子进程。
(3)在子进程中执行特定任务。
(4)父进程和子进程分别调用`wait()`函数等待对方结束。
2. 父子进程的同步(1)父进程和子进程使用信号量实现同步。
(2)父进程调用`sem_wait()`函数等待信号量。
(3)子进程调用`sem_post()`函数释放信号量。
3. 进程的终止(1)父进程调用`kill()`函数终止子进程。
(2)子进程调用`exit()`函数结束进程。
六、实验结果与分析1. 创建进程(1)在父进程中调用`fork()`函数创建子进程。
(2)父进程和子进程分别输出“父进程”和“子进程”信息。
实验结果:```父进程子进程```2. 父子进程的同步(1)父进程和子进程使用信号量实现同步。
(2)父进程调用`sem_wait()`函数等待信号量。
(3)子进程调用`sem_post()`函数释放信号量。
实验结果:```父进程子进程```3. 进程的终止(1)父进程调用`kill()`函数终止子进程。
(2)子进程调用`exit()`函数结束进程。
实验结果:```父进程子进程```七、实验总结通过本次实验,我们掌握了以下内容:1. 进程的概念和特点。
简述创建进程的大致过程创建进程的大致过程其实就像在厨房里做一道大菜,虽然听上去复杂,但只要掌握了步骤,就能轻松上手。
首先,我们得先理解什么是进程。
简单来说,进程就是我们电脑中正在执行的程序,比如你在玩游戏、看视频,甚至在后台跑着的那些小程序,都是进程。
那我们创建一个进程究竟要经过哪些步骤呢?接下来,就让我带你深入这个神奇的世界吧!1. 准备阶段1.1 设定目标创建进程的第一步,其实就是确定你要做什么,就像准备做饭之前要先想清楚菜单。
比如,你要运行一个新程序,首先得有个可执行的文件,类似于我们厨房里要有新鲜的食材。
没有食材,你就只能对着锅发呆。
1.2 分配资源接下来,我们需要分配资源。
想象一下,你在做菜时,得先准备好锅、铲子和调料。
同样,在创建进程时,系统会给这个进程分配内存、CPU时间和其他必要的资源。
这就好比你在厨房里,锅具和调料的准备程度,直接关系到你的大菜能否顺利出锅。
2. 创建进程2.1 调用系统调用现在,真正的创建进程就要来了。
在操作系统中,我们通常会使用一个叫“fork”的系统调用,就像你在厨房里把大锅里的食材分到小锅里,准备好分开来炒。
这个步骤会复制当前的进程,生成一个新的进程,真是妙不可言。
2.2 执行新程序复制完之后,新进程还得调用“exec”系统调用,开始执行新程序。
这就像把小锅放在火上,开始炒菜一样。
此时,你会发现,之前的食材都变成了新的美味佳肴,整个过程充满期待。
3. 管理和调度3.1 进程调度新进程创建后,系统需要对它进行调度。
这就好比你在厨房里忙着做多个菜,要合理安排时间,不然菜都凉了。
操作系统通过调度算法,决定哪个进程可以使用CPU,确保每个进程都有公平的时间来“展现自我”。
3.2 资源回收当一个进程完成了它的任务,就像一道菜做好后端上桌。
可是,别忘了收拾厨房哦!操作系统会在进程结束后,回收它所占用的资源,保持系统的整洁和高效。
这样,其他的进程才能顺利运行,就像厨房干净整洁,才能做出更多美味的菜肴。