Linux进程家族树(上海大学操作系统研讨)
服务——常驻在内存的进程
↑ P P I D
↑ P I D
↑ 进 程 组 P G I D
↑ 会 话 S I D
↑ T T Y
↑ T P G I D
↑ 状 态
↑ U子进程
<中间暂存进程> PID=x 程序=zzz <父进程> ①复制一个与父进程相同的暂 存进程(PID不同,PPID指向父 进程) ②暂存进程以exec方式加载实 际要执行的程序 fork PPID=x PID=y 程序=zzz exec qqq
总结进程家族树的形成
kernel
启动
init进程
读取
/etc/inittab
了解
运行级别
找到
kill
终止
K*
/etc/init.d/
S*
/etc/rc.d/rcN.d/
(N=运行级别)
fork & exec
启动
init进程 ①init进程启动了各项服务 ②init进程启动了终端给用 户登录
vim /etc/passwd
pstree命令查看进程树
进程的主体和客体
主体 客体
主体是一个主动的实体，包括用户、用户组、进程等。系统中最基本的主体 应该是用户。
客体是一个被动的实体。在操作系统中，客体可以是按照一定格式存储在一 定记录介质上的数据信息，也可以是操作系统中的进程。
服务者是要求者的客体，要求者是服务者的主体，而最原始的主体是用户， 最终的客体是一定记录介质上的信息。
UID(用户标识符) 0 用户特性 超级用户
1~499
500~65535(如今更大)
系统用户
普通用户
vim /etc/shadow
口令密文头 $6$ 加密方式 SHA-512
$1$
$2$ $5$
MD5
Blowfish SHA-256
从/etc/profile开始正常登录
服务的开启和关闭
总结进程家族树的形成
kernel
启动
init进程
读取
/etc/inittab
了解
运行级别
找到
kill
终止
K*
/etc/init.d/
S*
/etc/rc.d/rcN.d/
(N=运行级别)
fork & exec
启动
THANK YOU
有关Linux进程树
刘知昊 /SHU15121856
PCB(进程控制块)
状态信息——>> PC(指令计数器)——>> 上下文信息——>> <<——I/O状态信息 核算信息——>> <<——PID(进程标识符) <<——进程优先级 <<——存储器指针
ps命令查看进程
2
3
多用户状态(没有NFS)
完全的多用户状态(有NFS)，登陆后进入控制台命令 行模式
4
5 6
系统未使用，保留
X11控制台，登陆后进入图形GUI模式 系统正常关闭并重启，默认运行级别不能设为6，否 则不能正常启动
vim /etc/inittab
查看那个运行级别对应的目录
系统会根据指定的运行级别进入对应的rcN.d目录 对于以K开头的文件，系统将终止对应的服务 对于以S开头的文件，系统将启动对应的服务
PPID=x PID=y 程序=qqq <子进程>
进程之间的层次关系
进程之间的层次关系
那 些 服 务 实 体 所 在 之 处
哪些服务开机时被init服务fork
Linux的7种运行级别
运行级别 0 1 描述 系统停机状态，系统默认运行级别不能设为0，否则 不能正常启动 单用户工作状态，root权限，用于系统维护，禁止远 程登陆
↑ 进 程 的 权 限 ↑ 进 程 的 状 态 ↑ 进 程 的 所 有 者 ↑ 进 程 标 识 符 ↑ 父 进 程 的 P I D ↑ C P U 的 使 用 率 ↑ 内 核 赋 予 的 优 先 级 ↑ 用 户 可 调 的 偏 移 量 ↑ 在 内 存 的 哪 个 部 分 ↑ 使 用 了 多 少 内 存 ↑ 是 否 在 运 行 中 ↑ 登 录 者 的 终 端 机 位 置 ↑ 花 费 C P U 运 行 时 间 ↑ 触 发 进 程 的 命 令
init进程——进程树的根
init进程 ①init进程启动了各项服务 ②init进程启动了终端给用 户登录
电源的开关等监测 在指定时间执行命令 支持SELinux(安全强化) 自动挂载外部存储设备
计划任务管理 打印机进程相关 负责消息的转发 硬件跟踪进程
检测硬件错误 提供终端供用户登录 用户软件升级和管理 NFS相关服务 NFS相关服务 NFS相关服务 系统登录档案记录 SSH远程登录服务 设备文件管理
第3讲 Linux进程
命名空间体系结构
pid的管理和分配所需数据结构
Linux内核分析
linux kernel管理pid所需相关数据结构以及内联 函数。 阅读include/linux/pid.h中
“What is struct pid?”
Pid的管理采用虚拟化管理方式： 一个进程对应一个task_struct，但由于实际需要， 出现了namespace,于是这个进程在多个 namespace中表现为不同的局部pid，因此在管理 pi的数据结构，因此引 入了pid结构体。
第3讲 Linux进程
主要内容
Linux内核分析
进程描述符 进程切换 进程的创建和删除 进程调度
主要内容
Linux内核分析
进程描述符 进程切换 进程的创建和删除 进程调度
进程和线程
Linux内核分析
多道程序对操作系统的需求进程 进一步提高并发度，线程 进程是执行程序的一个实例 进程和程序的区别
Linux2.6进程的状态
Linux内核分析
1.TASK_RUNNING（可运行状态，包括就绪或运行）--------进程就绪或 正在执行。 2.TASK_INTERRUPTIBLE(可中断的等待状态)--------进程正在睡眠（也 就是它被阻塞）等待某些条件达成。一旦这些条件达成，内核就会把进 程状态设置为可运行。就是进程被阻塞了，等待某事件发生产生中断唤 醒它 3.TASK_UNINTERRUPTIBALE(不可中断的等待状态)--------这个状态出 现在进程必须等待时，不受干扰或事件很快就会发生时，或直接等待硬 件条件。此状态进程不能被其他信号打断，因此用的较少。 4.TASK_ZOMBIE(僵死)-------进程已经结束，即执行被终止，但父进程还 没有调用wait()系统调用，进程描述符尚未释放。一旦父进程调用了wait() ，进程描述符就会被释放。 5. EXIT_DEAD(僵尸撤销状态)---------进程停止，撤销状态。父进程调用 wait() 撤销进程。 此外还有TASK_STOPPED（暂停状态）和TASK_TRACED(跟踪状态)
Linux进程管理
安徽大学Linux进程管理基本介绍专业：集成电路年级：2016级姓名：项雅琴目录一、Linux系统的特性 (2)1.1 Linux系统优点 (2)1.2 Linux系统的结构体系 (2)二、进程及作业 (3)三、关于进程的简介 (3)3.1 进程基本原理 (4)3.2 启动进程 (5)结论 (7)摘要随着以计算机技术、通讯技术、消费电子技术为主的产业的快速发展，实时操作系统得到越来越广泛的应用在包括科学研究、工程设计、军事技术、商业娱乐及人们日常生活的各个领域中，对实时操作操作系统的需求越来越大。
近年来，Linux以自由、免费、开放源代码为武器，经过来自互联网、遍布全球的程序员的努力，加上IBM、SUN等计算机巨头的支持，Linux在操作系统市场异军突起，服务器版的Linux、桌面版的Linux、嵌入式Linux已经广泛地投入应用，基于Linux的应用和应用开发渗透到各个领域，一部分手机厂商接机推出了Linux手机。
目前很多手机开发商本身并不希望在操作系统方案上受制于人并增加产品开发成本，而源代码开放的Linux是最好的切入点。
由于很多公司在Linux桌面应用开发的经验而促成其转向。
Linux是一个多任务的操作系统，系统上同时适行着多个进程，正在执行的一个或多个相关进程称为一个作业，使用作业控制，用户可以同时运行多个作业，并在需要时在作业之间进行切换。
关键词：Linux、进程、作业、状态一、Linux系统的特性1.1 Linux系统优点功能强大。
支持多任务的进程调度提供完全的内存保护机制和多种进程间的通信和同步机制，例如共享内存、消息队列、管道、信号、信号量和互斥锁等支持包括多种网络协议的网络支持功能支持包括网络文件系统的多种文件系统启动和初始化进程控制得非常好，可以很容易地定制系统启动的服务和服务启动的顺序。
例如，将裁减为一个适合某类特定应用的嵌入式系统就是比较容易的。
开放源码。
所有源代码开放，这不仅使得我们可以很好地理解它，使用它，更重要的是，如果需要，还可以改动它，以满足具体应用的需求。
pstree原理
pstree 是一个用于显示进程树的Linux命令。
它以树状结构的形式展示当前系统中运行的进程及其关系。
pstree 命令的原理涉及到以下几个方面：
进程继承关系：在Linux系统中，进程可以通过父进程派生出子进程。
父进程通常是启动子进程的进程，子进程继承了父进程的一些属性和环境变量。
这种父子关系构成了进程树的基础。
进程信息存储：Linux内核维护了关于每个进程的信息，包括进程的标识号（PID）、父进程的PID、进程状态、进程优先级、程序名等。
这些信息存储在/proc 文件系统中的进程目录中。
pstree命令的工作：当您在终端中运行pstree 命令时，它会遍历/proc 文件系统中的进程信息，识别每个进程的PID和父进程的PID。
然后，pstree 将这些信息组织成一个树状结构，以显示进程树。
显示格式：pstree 命令通常以文本形式输出进程树。
树的根节点是最初的init进程（通常具有PID 1），然后它显示该进程的子进程，以及每个子进程的子进程，以此类推。
每个进程的名称通常是进程的命令行，可以通过-p 选项来显示PID。
选项和自定义：pstree 命令支持一些选项，可以用来自定义输出格式，例如-a 选项用来显示完整的命令行，-n 选项用来按照数字顺序排序进程。
您可以使用man pstree 命令来查看pstree 的完整文档和选项列表。
总之，pstree 命令的原理涉及到遍历进程信息、识别进程的父子关系，并将这些信息组织成树状结构来显示系统中运行的进程。
这有助于用户更好地了解进程之间的关系，特别是在排查进程问题或分析系统性能时非常有用。
linux进程管理
at 的执行结果和配置文件
at 的执行结果
通过邮件寄给提交这一命令的用户
at 的配置文件
作用：限制哪些用户可以使用 at 命令 / at. etc/ allow / at. etc/ deny
at 的执行结果和配置文件
如果 / at. etc/ allow 文件存在，那么只有列在 此文件中的用户才可以使用 at 命令；若 / etc/ allow 文件不存在，则检查 / at. at. etc/ deny 文件是否存在。若 / at. etc/ deny 存在，则在 此文件中列出的用户都不能使用 at 命令。 如果两个文件都不存在，则只有超级用户 可以使用 at 命令。如果两个文件都存在而 且均为空，则所有用户都可以使用 at 命令 。
自动安排进程任务
为什么要自动安排进程任务 自动启动进程的几个命令
at 安排作业在某一时刻执行一次 batch 安排作业在系统负载不重时执 行一次 cron 安排周期性运行的作业
at 命令的功能和格式
功能：安排一个或多个命令在指定的 时间运行一次 at 的命令格式及参数
at [-f 文件名 ] 时间 at -d or atrm 删除队列中的任务 at -l or atq 查看队列中的任务
at 命令指定时间的方式
指定在今天下午 5: 执行某命令（假设现 30 在时间是中午 12: ， 2003 年 9 月 16 ）。 30 命令格式如下∶
at 5: 30pm at 17: 30 at 17: today 30 at now + 5 hours at now + 300 minutes at 17: 16. 2003 30 9. at 17: 9/ 2003 30 16/
操作系统(二)实验报告_上海大学计算机与科学系
操作系统（二）实验报告姓名：米博计算机工程与科学学院实验四 Linux文件系统实验一. 实验目的掌握操作系统中文件分类的概念。
了解Linux文件系统管理文件的基本方式和特点。
学会使用Linux文件系统的命令界面和程序界面的基本要领。
二.实验准备复习操作系统中有关文件系统的知识，熟悉文件的类型、i节点、文件属性、文件系统操作等概念。
熟悉《实验指导》第五部分“文件系统的系统调用”。
了解Linux文件系统的特点、分类。
阅读例程中给出的相应的程序段。
三.实验方法运行命令界面的各命令并观察结果。
用vi编写c程序（假定程序文件名为prog1.c）编译程序$gcc –o prog1.o prog1.c或$cc –o prog1.o prog1.c运行$./prog1.o观察运行结果并讨论。
四.实验内容及步骤1. 用shell命令查看Linux文件类型。
思考：Linux文件类型有哪些？用什么符号表示。
答：文件类型：没有后缀的文件、可执行文件、可读写的文本文件。
.conf —某个程序的配置文件.c — C语言程序源码文件.so —动态链接库文件.tcl — TCL脚本文件.cpp — C++语言程序源码文件.h — C或C++语言的头文件.o —程序对象文件.pl — Perl脚本文件.sh —shell批处理文件2. 用shell命令了解Linux文件系统的目录结构。
执行$ cd /lib$ ls -l|more看看/lib目录的内容，显示的函数都是系统函数。
再看看/etc，这里都是系统设置用的配置文件：/bin中是可执行程序；/home下包括了每个用户主目录。
3. 用命令分别建立硬链接文件和符号链接文件。
通过ls –il命令所示的inode、链接计数观察它们的区别。
找找一个其他目录中的文件，如：/home/zzl/mytese.c执行$ ln /home/zzl/mytest.c myt.c （建立硬链接文件）$ ln –s /home/zzl/mytest.c myt2.c （建立符号链接文件）思考：建立硬链接文件和建立符号链接文件有什么区别，体现在哪里？答：硬链接文件就是给文件取另外一个名字，链接使用inode是与元文件相同的。
linux操作系统思政大纲
《Linux操作系统》思政实验大纲一、课程基本信息课程代码：XXXXXXXXXXXXX课程名称：操作系统英文名称:Operation System实验总学时：32 学时适用专业：计算机科学专业、软件工程等课程类别：学科基础课先修课程：高级程序设计语言、汇编语言、计算机组成原理、数据结构二、实验教学的总体目的和要求1、总体目标通过实验教学，使学生更好地理解操作系统的基本概念、基本原理和实现技术，再以理论指导实践进行深入开发和创新实践。
2、总体要求（1）对学生的要求①完成先修课程，尤其是C 语言；②实验课前预习，做好知识准备；③明确实验目的，完成实验内容；④分析实验结果，总结实验过程；⑤撰写实验报告，验证理论知识。
（2）对教师的要求①有一定编程能力，尤其是C 语言编程；②熟悉Linux 的常用命令和系统调用；③熟悉操作系统工作原理，能够解释实验结果。
（3）对实验条件的要求Ubuntu 虚拟机、Visual C++ 6.0或D ev C++三、实验教学内容课程配套六个验证型实验，帮助理解抽象的概念和原理。
实验一和实验二是文件与目录的常用命令以及文件和目录权限的设置与修改，通过实验帮助学时理解联机命令用户接口的使用以及文件系统的基本操作。
实验三是练习 Linux 编辑器Vi 和C 语言编译器Gcc 的使用，为后面的实验做准备。
实验四是父进程创建子进程形成进程家族树，通过实验分析各种可能的执行顺序，帮助理解并发执行的概念。
实验五是父进程创建子进程和线程，对比分析线程与子进程在资源共享、继承以及运行方面的异同。
实验六是进程的高级通信，通过管道通信体会进程高级通信的实现。
1. 安装虚拟机步骤(1) 需要的软件Daemon Tools Lite：镜像驱动程序VMWare Workation：虚拟机软件Ubuntu Kylin LTS 版：乌班图Linux(2) 安装步骤安装Daemon Tools Lite安装VMWare Workation安装Ubuntu2. Linux 命令的格式bash 命令的一般格式是：命令名 [选项] [参数1] [参数2] …示例：cp –f file1.c file2.c格式说明：(1) 命令名必须是小写的英文字母；(2) Linux 的文件名长度不超过256 个字符，且不能使用如下字符：! @ # $ ^ & * ( ) [ ] { } ‘“、 / ；< > 空格(3) Linux 文件名区分大小写；文件名中如有多个圆点，则最右边一个为分隔符，且多表示文件类型；(4) Linux 使用“/”为根目录、目录分隔符和目录与文件的分隔符；(5) 命令中通配符的使用* 代表任意个任意字符代表一个任意字符[ ] 只要文件名中[ ]位置处的字符在[ ]中指定的范围内，那么该文件名就与给定的模式相匹配。
Linux系统高树攀登之路
Linux系统高树攀登之路Linux作为一种操作系统已经发展了这么长的时间，已然有了很多的“粉丝”，其中不乏有“通天之力”的Linux大牛，也有能在Linux世界里“快乐畅游”的强者，同时也有想要攀登上Linux大树的小白。
本人就是那小白，身为一名Linux世界的小白，深知学习Linux 的枯燥和无味。
那如何学习Linux成为了如同我这样小白一直在追求的目标。
从何着手，是命令，是实验，是……？需要什么方式，自学、培训班、找大牛带……？考虑什么参考书，《鸟哥的Linux私房菜》、《Linux就该这么学》、《Linux系统管理技术手册(第二版)》、……？学习本来就是一件枯燥的事情，首先要认识一下Linux系统。
Linux 就是一个操作系统，就像你多少已经了解的Windows（xp,7,10）和Max OS ,至于操作系统是什么，就不用过多解释了,如果你学习过前面的入门课程，应该会有个基本概念了,这里简单介绍下操作系统在整个计算机系统中的角色。
我们的Linux 也就是系统调用和内核那两层，当然直观的来看，我们使用的操作系统还包含一些在其上运行的应用程序,比如文本编辑器，浏览器，电子邮件。
Linux是一套使用和自由传播的类Unix操作系统，我们常见的有红帽系统（RHEL），RHEL 系统具有极强的性能与稳定性，并且在全球范围内拥有完善的技术支持。
社区企业操作系统（Centos）通过把RHEL系统重新编译并发布给用户免费使用的Linux系统，具有广泛的使用人群。
Centos当前已被红帽公司“收编”。
Ubuntu是一款派生自Debian的操作系统，对新款硬件具有极强的兼容能力……国内常见的Linux系统应该首数红旗Linux(Redflag Linux) 系统，其次还有冲浪Linux(Xteam Linux) ，蓝点Linux 中标普华Linux ，中软Linux ……台湾也发行过Linux版本：鸿奇Linux。
Linux进程家族树(上海大学操作系统研讨)
服务——常驻在内存的进程
↑ P P I D
↑ P I D
↑ 进 程 组 P G I D
↑ 会 话 S I D
↑ T T Y
↑ T P G I D
↑ 状 态
↑ U I D
↑ COMMAND
父进程如何产生子进程
<中间暂存进程> PID=x 程序=zzz <父进程> ①复制一个与父进程相同的暂 存进程(PID不同,PPID指向父 进程) ②暂存进程以exec方式加载实 际要执行的程序 fork PPID=x PID=y 程序=zzz exec qqq
有关Linux进程树
刘知昊 /SHU15121856
PCB(进程控制块)
状态信息——>> PC(指令计数器)——>> 上下文信息——>> <<——I/O状态信息 核算信息——>> <<——PID(进程标识符) <<——进程优先级 <<——存储器指针
ps命令查看进程
pstree命令查看进程树
进程的主体和客体
主体 客体
主体是一个主动的实体，包括用户、用户组、进程等。系统中最基本的主体 应该是用户。
客体是一个被动的实体。在操作系统中，客体可以是按照一定格式存储在一 定记录介质上的数据信息，也可以是操作系统中的进程。
服务者是要求者的客体，要求者是服务者的主体，而最原始的主体是用户， 最终的客体是一定记录介质上的信息。
2
3
多用户状态(没有NFS)
完全的多用户状态(有NFS)，登陆后进入控制台命令 行模式
4
5 6
系统未使用，保留
X11控制台，登陆后进入图形GUI模式 系统正常关闭并重启，默认运行级别不能设为6，否 则不能正常启动
实验六：构造进程家族树、理解进程的独立空间
评语: 课中检查完成的题号及题数：课后完成的题号与题数：成绩: 指导教师:实验报告实验名称：五构造进程家族树六理解进程的独立空间日期：2011.5.16一、实验目的1.构造进程家族树通过创建若干个子进程，构造进程家族树，分析进程家族树的结构关系；学习相关系统调用（例如，getpid（）和getppid（）等）的使用方法。
2. 理解进程的独立空间理解进程是操作系统独立分配资源的单位，进程拥有自己相对独立的程序空间。
二、实验内容1. 构造进程家族树学习进程构造的相关知识，学习获取进程相关信息的系统调用函数。
2. 理解进程的独立空间预习进程创建和构造的相关知识，了解C语言程序编写的相关知识。
三、项目要求及分析1. 构造进程家族树进程的创建。
编制一段程序，使用系统调用fork()创建三个子进程，在各个子进程中再使用系统调用fork()进一步创建子进程，如此重复，构造一棵具有图1形状的进程家族树。
分别使用系统调用getpid（）和getppid（）获取当前进程和父进程的进程标识号并输出。
2. 理解进程的独立空间a. 编写一个程序，在其main （）函数中定义一个变量shared ，对其进行循环加/减操作，并输出每次操作后的结果；b. 使用系统调用fork （）创建子进程，观察该变量的变化；c. 修改程序把shared 变量定义到main （）函数之外，重复第（2）步操作，观察该变量的变化。
四、具体实现1. 流程图a. 构造进程家族树ParentPid2 Pid1Pid3Pid12Pid11b. 理解进程的独立空间2. 添加函数的代码 结束开始调用父进程，执行shared输出shared 值调用子进程，执行shared输出shared 值>0 =0 =0=0 >0=0 打印 创建子进程Pid11 Pid11=0? 创建子进程Pid12 打印 Pid11=0?开始创建子进程Pid1Pid1=0?创建子进程Pid2Pid2=0?创建子进程Pid3 Pid3=0?结束 >0>0=0a.构造进程家族树b.理解进程的独立空间五、调试运行结果1.实验5:2.实验6:六、所遇问题及解决方法在构造家族树的时候考虑pid不全面，编程的时候因为对进程理解不到位而产生生成多个父进程。
展示进程的树状关系 -回复
展示进程的树状关系-回复进程的树状关系是指在操作系统中，进程之间的层次关系通过树状结构进行展示和描述。
这种展示形式有助于我们理解进程之间的父子关系以及各个进程在操作系统中的组织和管理方式。
本文将以展示进程的树状关系为主题，一步一步回答相关问题。
第一步：什么是进程？在计算机科学中，进程是指正在运行的程序的一个实例。
它是计算机执行程序的基本单元，拥有独立的资源和控制权。
每个进程都有一个唯一的标识符（PID），它可以让操作系统识别和管理进程。
第二步：进程之间的关系是什么？在操作系统中，进程之间可以存在多种关系，包括父子关系、兄弟关系和祖先后代关系等。
其中，最常见和重要的是父子关系。
在这种关系中，一个进程可以创建另一个进程，被创建的进程则成为创建者进程的子进程。
第三步：如何展示进程的树状关系？为了展示进程之间的树状关系，我们可以使用树状结构进行表示。
在这个树状结构中，每个进程都可以看作是一个节点，节点之间通过边连接。
具体而言，根节点代表操作系统的初始进程，而其余的进程则分别作为父进程和子进程的节点。
第四步：根节点是什么？在进程树状关系中，根节点代表操作系统的初始进程。
这个初始进程通常被称为init进程，它是所有其他进程的起点。
init进程是操作系统启动时首先创建的一个进程，负责启动和管理其他进程。
第五步：什么是父进程和子进程？在进程树状关系中，父进程是创建其他进程的进程，而子进程则是被创建的进程。
父进程可以同时创建多个子进程，而每个子进程只有一个父进程。
父进程和子进程之间通过一个特殊的系统调用（如fork()）进行通信和协调。
第六步：如何将进程表示为树状结构？为了将进程树状关系表示为树状结构，我们可以使用图论中的树型结构——树。
在这个树中，每个进程作为一个节点，通过边连接到它的父进程和子进程。
根据进程之间的关系，我们可以构建一个有向树，其中根节点代表init进程，其他进程作为父子关系的节点。
第七步：如何构建进程树？构建进程树需要对操作系统的进程管理机制进行分析和抽象。