Linux 系统编程Day1

学也学不好，记也记不住。只能靠做笔记这个样子喽。

操作系统的核心： 内核

• 1.指完整的软件包，包括管理计算机资源的核心层软件，以及附带的所有标准软件工具。诸如命令行解释器。图形用户界面。
• 2.狭义上指管理和分配计算机资源的核心层软件。

内核职能：

• 进程调度：通过CPU 执行程序指令。Linux 属于抢占式多任务操作系统。
  • 多任务指多个进程同时驻留内存，且每个进程都能获得对CPU的使用权。 
• 内存管理：如今计算机的内存容量客观，但软件的规模也保持了相应的增长故物理内存仍属于有限资源。
  • 　　Linux 采用虚拟内存管理机制
    • 优势：进程与进程之间，进程与内核之间彼此隔离，因此一个进程无法读取或修改内核或其他进程的内容。
    • 只需将进程的一部分保持在内存中，降低了每个进程对内存的需求量，同时在RAM 中同时加载更多进程。CPU的资源利用率更加充分。
• 提供文件系统： 内核在磁盘上提供有文件系统允许对文件执行创建、获取、更新、删除等操作。
• 创建/终止进程： 内核将新程序载入内存，为其提供运行所需的资源。 这样一个运行中的程序 我们成为进程。进程执行完后，内核要确保释放其占用的资源。
• 对设备的访问：计算机外接设备（鼠标等

内核态 用户态

• 将内存区域划分相应的空间，用户态访问用户空间，内核态全能访问。

进程

　　正在执行的程序实例，执行程序内核会将程序代码载入到虚拟内存，为程序变量分配空间。以记录与进程有关的各种信息（进程ID , 用户ID , 组ID

　　进程的内存布局

• 文本： 程序的指令
• 数据： 程序使用的额静态变量
• 堆   ： 动态分配内存
• 栈   ： 随函数调用 返回而 增减的一片内存区域。用与为局部变量和函数调用连接信息分配存储空间。

创建进程和执行程序

• 　　进程通过系统调用fork() 创建一个新进程，调用fork(） 的进程被称为父进程，内核通过对父进程的复制来创建子进程。继承过来的副本不会影响父进程。
•        子进程通过execve() 去加载并执行一个全新的程序。execve() 会销毁现有的文本段、数据段、栈 堆 ，并根据新程序代码 创建来替换他们。

进程通信及同步

• 　Linux 系统上运行许多个进程，许多都是独立运行。然而，有些需要相互合作达成预期目
    进程间通信（IPC 机制
• 　　信号： 用来表示事件的发生
•        管道： 进程间传递数据 shell(  |  FIFO
•        套接字： 一台/多台  联网主机所运行的进程之间传递数据
•       文件锁定： 防止其他进程读取或更新文件内容 允许某进程对文件的部分进程加以锁定。
•       消息队列：进程间交换信息（数据包
•       信号量 ： 同步进程动作
•       共享内存： 允许两个以上进程共享一块内存。

init进程

• 系统引导时，内核会创建一个init 的特殊进程，所有进程之父 对应  /sbin/init  文件。即 系统所有进程不是由init 直接创建 就是间接创建的
• init 进程号总为1. （super man 也杀不死

守护进程

是具有特殊用途的进程

• 长生不老   死之前 一直活着（溜
• 守护进程在后台运行，无控制终端 供读取或写入数据。

资源限制

• 每个进程都会消耗诸如打开文件，内存以及CPU时间之类的资源，使用系统调用setrlimit(),可为消耗的各类资源设定一个上限。
• fork()创建的子进程 会从父进程继承资源限制

线程

• 每个进程可执行多个线程。
• 共享同一数据区和堆区  每个线程拥有自己的栈区（用来装载本地变量和函数调用链接信息。
• 可以通过共享全局变量通信。