进程
进程相关概念
程序和进程
- 程序，是指编译好的二进制文件，在磁盘上。不占用系统资源(cpu、内存、打开的文件、设备、锁…)
- 进程，是一个抽象的概念，与操作系统原理联系紧密。进程是活跃的程序，占用系统资源。在内存中执行。(程序运行起来，产生一个进程)
程序 → 剧本(纸) 进程 → 戏(舞台、演员、灯光、道具…)
同一个剧本可以在多个舞台同时上演。同样，同一个程序也可以加载为不同的进程(彼此之间互不影响)
如：同时开两个终端。各自都有一个 bash 但彼此 ID 不同。
并发
- 并发，在操作系统中，一个时间段中有多个进程都处于已启动运行到运行完毕之间的状态。但，任一个时刻点上仍只有一个进程在运行。
例如，当下，我们使用计算机时可以边听音乐边聊天边上网。 若笼统的将他们均看做一个进程的话，为什么可以同时运行呢，因为并发。
单道程序设计
- 所有进程一个一个排对执行。若 A 阻塞，B 只能等待，即使CPU处于空闲状态。而在人机交互时阻塞的出现时必然的。所有这种模型在系统资源利用上及其不合理，在计算机发展历史上存在不久，大部分便被淘汰了。·
多道程序设计
- 在计算机内存中同时存放几道相互独立的程序，它们在管理程序控制之下，相互穿插的运行。多道程序设计必须有硬件基础作为保证。
时钟中断即为多道程序设计模型的理论基础。 并发时，任意进程在执行期间都不希望放弃 cpu。因此系统需要一种强制让进程让出 cpu 资源的手段。时钟中断有硬件基础作为保
障，对进程而言不可抗拒。 操作系统中的中断处理函数，来负责调度程序执行。在多道程序设计模型中，多个进程轮流使用 CPU (分时复用 CPU 资源)。而当下常见 CPU为纳秒级，1 秒可以执行大约 10 亿条指令。由于人眼的反应速度是毫秒级，所以看似同时在运行。
1s = 1000ms, 1ms = 1000us, 1us = 1000ns 1000000000
实质上，并发是宏观并行，微观串行！ -----推动了计算机蓬勃发展，将人类引入了多媒体时代。
CPU 和 MMU
进程控制块 PCB
我们知道，每个进程在内核中都有一个进程控制块（PCB）来维护进程相关的信息，Linux内核的进程控制块是 task_struct 结构体。
/usr/src/linux-headers-3.16.0-30/include/linux/sched.h 文件中可以查看 struct task_struct 结构体定义。其内部成员有很多，我们重点掌握以下部分即可：
- 进程 id。系统中每个进程有唯一的 id，在 C 语言中用 pid_t 类型表示，其实就是一个非负整数。
- 进程的状态，有就绪（初始化和就绪）、运行、挂起、停止等状态。
- 进程切换时需要保存和恢复的一些 CPU 寄存器。
- 描述虚拟地址空间的信息。
- 描述控制终端的信息。
- 当前工作目录（Current Working Directory）。
- umask 掩码。
- 文件描述符表，包含很多指向 file 结构体的指针。
- 和信号相关的信息。
- 用户 id 和组 id
进程状态
进程基本的状态有 5 种。分别为初始态，就绪态，运行态，挂起态与终止态。其中初始态为进程准备阶段，常与就绪态结合来看。
环境变量：
环境变量，是指在操作系统中用来指定操作系统运行环境的一些参数。通常具备以下特
征：
① 字符串(本质) ② 有统一的格式：名=值[:值] ③ 值用来描述进程环境信息。
存储形式：与命令行参数类似。char *[]数组，数environ，内部存储字符串，NULL作为哨兵结尾。
使用形式：与命令行参数类似。
加载位置：与命令行参数类似。位于用户区，高于 stack 的起始位置。
引入环境变量表：须声明环境变量。extern char ** environ;
常见环境变量
按照惯例，环境变量字符串都是 name=value 这样的形式，大多数 name 由大写字母加下划线组成，一般把 name 的部分叫做环境变量，value 的部分则是环境变量的值。环境变
量定义了进程的运行环境，一些比较重要的环境变量的含义如下：
-
PATH
可执行文件的搜索路径。ls 命令也是一个程序，执行它不需要提供完整的路径名/bin/ls，然而通常我们执行当前目录下的程序 a.out 却需要提供完整的路径名./a.out，这是因为 PATH环境变量的值里面包含了 ls 命令所在的目录/bin，却不包含 a.out 所在的目录。PATH 环境变量的值可以包含多个目录，用:号隔开。在 Shell 中用 echo 命令可以查看这个环境变量的值：
$ echo $PATH
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SHELL
当前 Shell，它的值通常是/bin/bash。
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TERM
当前终端类型，在图形界面终端下它的值通常是 xterm，终端类型决定了一些程序的输出显示方式，比如图形界面终端可以显示汉字，而字符终端一般不行。
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LANG
语言和 locale，决定了字符编码以及时间、货币等信息的显示格式。
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HOME
当前用户主目录的路径，很多程序需要在主目录下保存配置文件，使得每个用户在运行该程序时都有自己的一套配置。
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getenv 函数
获取环境变量值
char *getenv(const char *name);
成功：返回环境变量的值；失败：NULL (name 不存在）
- setenv 函数
设置环境变量的值
int setenv(const char *name, const char *value, int overwrite);
成功：0；失败：-1参数
overwrite 取值： 1：覆盖原环境变量0：不覆盖。(该参数常用于设置新环境变量，如：ABC = haha-day-night)
- unsetenv 函数
删除环境变量 name 的定义
int unsetenv(const char *name);
成功：0；失败：-1
注意事项：name 不存在仍返回 0(成功)，当 name 命名为"ABC="时则会出错。