一、进程概念
1.什么是程序？
程序就是编译好的二进制文件。
2.什么是进程？
- 进程就是运行着的程序；
- 从程序员的角度来讲，进程是运行一系列指令的过程；
- 从操作系统的角度来说，进程是分配系统资源（CPU和内存）的基本单位，我们从网上下载的游戏啦、文件啦等等这些程序，不运行的时候是不占内存和CPU的，他们会放在磁盘上，如果运行的时候，就是一个进程，会占用内存和CPU，所以只有在打游戏的时候电脑才会卡；
3.程序和进程的区别
- 程序占用磁盘，不占用系统资源，而内存占用系统资源；
- 一个程序可以对应多个进程，而一个进程只能对应一个程序，比如说我们在电脑上安装一个QQ软件，可以同时登录多个账号；
- 程序没有生命周期，进程有生命周期；
4.单道与多道程序设计
- 单道程序设计：DOS，一个进程运行完了才能运行下一个进程；
- 多道程序设计：为每个进程划分时间片，这个时间片很小，远远小于人眼的分辨能力，各个进程之间不停的切换，所以看起来像是多个进程在同时运行，也就是说宏观上并行，微观上还是串行的；
5.进程状态转换
其中，运行态到就绪态和运行态到挂起态都是失去CPU，但二者是有区别的：
- 运行态→挂起态：因为缺少当前运行所需要的资源或数据而主动释放CPU转入挂起状态，比如在读数据时，如果缓冲区没有数据，当前进程无法读取数据也就无法继续工作，如果继续持有CPU的话会造成资源浪费，所以主动释放CPU转入挂起状态，等待缓冲区数据；
- 运行态→就绪态：被迫失去CPU，当前进程拥有运行所需要的所有资源，但是时间片到了，不得不失去CPU转入就绪态，等待下一个时间片的到来；
6.MMU的作用
- 虚拟地址和物理地址之间的映射，用户空间映射到物理内存是独立的（提高安全性），而内核空间是映射到同一个物理空间（方便进程间通信）；
- 设置内存访问级别；
7.进程控制块PCB
每个进程在内核中都有一个进程控制块PCB来维护进程相关信息，在Linux内核中的进程控制块是task_struct结构体形式的，结构体定义可以在
代码语言：javascript复制/usr/src/kernels/2.6.32-696.el6.x86_64/incoude/linux/sched.h文件中查看（我是CentOS系统），也可以直接搜索，在shell下输入命令
代码语言：javascript复制grep -rn "struct task_struct{" /usr/这个结构体总共1719-1345=374行（VI命令模式下，在结构体第一个{处键入%可以转到匹配的}处，也就是结构体末尾）。其中主要信息有：
- 进程ID，系统中每个进程有唯一的ID，在C语言中用pid_t类型标识，实际上是一个非负整数；
- 进程状态，包括就绪、运行、挂起、停止等状态；
- 进程切换时需要保存和恢复的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，每个进程有自己的工作目录，存在PCB中；
- umask掩码，它也是进程独有的（存在PCB中说明它是进程独有的）；
- 文件描述符，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；
- 会话session和进程组；
- 进程可以使用的资源上限 Resource Limit ，该信息可以通过命令ulimit查看；
二、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，环境变量的本质是字符串，并且环境变量有统一的格式：变量名=值[:值]，其中值用来描述进程环境信息，注意等号两边不能有空格。另外环境变量具有下面这些特点：环境变量的存储形式与命令行参数类似，char* [] 数组，数组名environ，内部存储字符串，NULL所谓哨兵结尾；环境变量的使用形式也和命令行参数类似；环境变量的加载位置也与命令行参数类似，位于用户区，高于stack的起始位置；如果我们需要引入环境变量表必须声明环境变量，extern char** environ。
1.下面是一些常见的环境变量：
- PATH该环境变量包含了可执行文件的搜索路径。比如说ls命令，该命令实际上是一个程序，执行这个程序的时候并不需要提供完整路径 /bin/ls ，但是执行我们自己编写的可执行文件a.out却需要提供相对路径 ./a.out ，这就是环境变量在其中起到的作用。环境变量PATH的值里面已经包含了ls命令所在的目录 /bin ，所以执行ls命令不需要提供路径，但是并没有包含我们自己编写的可执行文件的路径，所以我要在执行的时候需要添加路径。PATH环境变量的值中可以包含多个路径，它们之间用冒号 : 隔开。在shell下通过 echo PATH 命令可以查看环境变量的值（shell下引用变量需要加 符号）。
- SHELL 该环境变量的值为当前使用的shell，一般我们使用的是 /bin/bash ，也就是 bash shell。
- TERM 当前终端类型，在图形界面终端下它的值一般是xterm，终端的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中文，但是字符终端一般不能显示中文。
- 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。
- HOME 当前用户主目录的路径，其实就是家目录的路径，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配置。每个用户的配置文件最好放在该用户自己的目录下，而不是直接放在/etc目录下。下面通过一个图来说明这个环境变量的用处
比如说我们在主机user1上开发了一个软件，这里有一个配置文件被放在了user1的家目录下，我们的程序中open()函数使用的是user1的路径，如果后期这个软件被移到了主机user2的话，open()函数内就找不到这个目录了，因为在user2下使用的配置文件放在了user2目录下，这时候就可以利用环境变量HOME和函数getenv()来提取路径，然后去替换即可。
2.操作环境变量的相关函数
- getenv()函数
- 头文件及函数原型 #include <stdlib.h> char *getenv(const char *name);
- 函数参数
- name：变量名，比如 "HOME" 等。
- 函数返回值 环境变量的值，是一个字符串的形式。The getenv() function returns a pointer to the value in the environment, or NULL if there is no match.
- 函数用法 该函数用于获取环境变量，它的效果和shell命令echo是一样的。
- setenv()函数
- 头文件及函数原型 #include <stdlib.h> int setenv(const char *name, const char *value, int overwrite);
- 函数参数
- name：要设置的环境变量名
- value：要设置的环境变量的值
- overwrite：是否覆盖原来的环境变量，1表示覆盖原来的环境变量，0表示不覆盖原来的环境变量。
- 函数返回值 成功返回0，失败返回-1。The setenv() function returns zero on success, or -1 if there was insufficient space in the environment.
- 函数用法 该函数用于设置一个环境变量，可以添加新的环境变量，也可以改变原有的环境变量。我们在shell下修改环境变量一般是配置相关文件.bashrc，增加环境变量只需要在配置文件.bashrc中添加一条命令 export key=val; 即可实现添加环境变量key。
- unsetenv()函数
- 头文件及函数原型 #include <stdlib.h> int unsetenv(const char *name);
- 函数参数
- name：要删除的环境变量名
- 函数返回值 成功返回0，失败返回-1并设置errno。The unsetenv() function returns zero on success, or -1 on error, with errno set to indicate the cause of the error.
- 函数用法 删除一个环境变量，需要注意的是如果环境变量name不存在函数会返回0（成功），如果环境变量的形式为 "KEY=" 那么会出现错误。同样也可以在配置文件.bashrc中删除一个环境变量。
