程式

**淺層認識：**程式從硬碟上要開始執行起來，先要載入到記憶體上，然後描述起來（建立PCB），然後在執行，執行起來的程式叫程式。

**從作業系統的角度來看程式： **

作業系統就是管理者，程式就是被管理者，要管理程式需要：

1.作業系統不直接管理程式，先將程式描述起來
2.描述程式的載體是一種結構體，一個程式具有一個結構體，這個結構體叫做程式的PCB（程式控制塊）
3.然後把所有的結構體組織起來，組織起來的方式就是用指標將結構體連成一個連結串列 （或者用其他高階資料結構組織起來）

PCB–描述程式

PCB是包含程式的資訊（描述程式的資訊，有優先順序，狀態等）的一種結構體，

linux下描述程式的PCB叫 task_struct

##task_structl裡面的內容

識別符號：pid,描述本程式的唯一識別符號，用來普別其他程式
狀態：任務狀態，退出程式碼，退出資訊等
優先順序：cpu資源分配的先後順序
程式計數器：程式中即將被執行的嚇一條指令的地址。
記憶體指標：程式程式碼和程式相關資料的指標等,可以指向虛擬地址空間，通過頁表對映到物理內地址，最終在記憶體中找到這個程式所要執行的程式碼和資料。
上下文資料：程式執行時處理器中的暫存器的資料(程式正在執行時暫存器中的資料）（時間片：程式在cpu上執行的時間，分時機制:aa）
i/o狀態資訊：程式開啟的檔案資訊
記賬資訊：可能包含處理器的時間總和（執行時間）等

##檢視程式
每個程式都有自己的PID
檢視程式指令有： ls /proc/ , ps aux 等
系統呼叫獲取程式識別符號（id)：

getpid()             //獲取程式pid
getppid()            //獲取父程式pid

建立程式

建立程式有兩個函式：fork 和 vfork

pid _t fork(void )

有兩個返回值：對於子程式來說，返回0；對於父程式來說，返回子程式的id，建立失敗返回-1。

建立子程式：以父程式為模板，父子程式程式碼段相同，但資料不同,fork的返回值起到分流的作用，使用者通過fork的返回值來判斷哪個是子程式，哪個是父程式。

fork之後，父子程式誰先執行，由排程器決定,父子程式分別獨立自己的，執行自己的任務

fork之後核心的做法：

1. 分配新的記憶體塊和核心資料給子程式
2. 將父程式的部分資料內容拷貝到子程式中
3. 新增子程式到系統的程式的列表中
4. fork返回，開始排程
   程式碼如下：
   
   列印結果：
   

變數地址相同，內容不同；通常，父子程式程式碼共享，父子不在寫入時，資料也是共享的，當任意一方要寫入時，就以寫實拷貝的方式來處理

vfork

pid_t vfork(void)
也是用來建立子程式的但是vfork建立的子程式和父程式共享虛擬地址，但fork建立的子程式具有獨立的虛擬空間；
vfork保證子程式先執行，在它呼叫exit後，父程式才可能被排程執行

程式碼：
執行結果：

地址相同，變數內容相同，因為虛擬地址相同
建立程式圖：

fork和vfork的區別
1.fork:子程式拷貝父程式的資料段，程式碼段。
2.vfork:子程式和父程式共享程式碼段。
3.fork(),建立的父子程式的執行次序不確定，vfork()保證子程式先執行，在子程式呼叫exit()之後父程式才被呼叫。

程式狀態

統一描述：就緒，態執行態，阻塞態
linux下程式的狀態：

執行狀態  （R）       //要麼在執行這種，要麼在執行的佇列中
睡眠狀態(S)         //淺睡眠，可以被喚醒
磁碟休眠狀態(D)       //深度睡眠，不可以被喚醒，不能被中斷（不可終端睡眠狀態）
停止狀態(T)       //可以傳送訊號給程式讓其暫停，也可以傳送訊號讓它繼續執行 
跟蹤狀態（t）      //跟蹤程式的狀態
死亡狀態（X）
殭屍狀態（Z）

殭屍程式

概念：程式退出，父程式沒有讀取到子程式的返回程式碼時 就會產生殭屍程式。

殭屍程式產生原因以及危害：

1.子程式先於父程式退出（父程式沒有關心子程式的退出狀態）
2.程式退出為了儲存自己退出的原因，因此退出後資源不會被完全釋放，等待父程式來獲取退出狀態（這就是為什麼要程式等待），然後釋放子程式所有資源，所以假如父程式沒有關心子程式的退出，那麼這個時候退出子程式將成為一個殭屍程式，佔著資源不釋放,成為殭屍程式，造成資源洩漏（資源沒有完全釋放），正常程式可能無法建立。

孤兒程式

父程式先於子程式退出，這個孤兒程式將被孤兒院init程式所領養，子程式退出後由init回收釋放

程式的優先順序

cpu分配資源的先後順序，調整優先順序的命令 nice,renice,其實是調整NI的值，nice的值影響程式的而優先順序

互動式程式：優先順序應該高一點
批處理程式：優先順序可以低一點

程式與程式

程式是硬碟上的一個檔案。
程式是放在記憶體裡，還要被作業系統管理。

管理：

管理和被管理者不直接溝通
被管理的物件需要描述起來（利用資料）
為了高效，描述物件也要被組織起來