?? 前言

在學(xué)完進(jìn)程狀態(tài)之后，本章我們將來學(xué)習(xí)一下環(huán)境變量，還有進(jìn)程優(yōu)先級(jí)等??????……

本文實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)：CentOS 7.6~

1. 進(jìn)程優(yōu)先級(jí)

1.1 什么是優(yōu)先級(jí)：

• 優(yōu)先級(jí)是權(quán)限嗎？

在之前我們講解過什么是權(quán)限：?? 傳送門

我們這里講的優(yōu)先級(jí)并不是權(quán)限，那么優(yōu)先級(jí)到底是什么呢？

• 如果我們說權(quán)限是能不能的問題的話
• 那么優(yōu)先級(jí)就是 — 能！但只不過是先還是后的問題
• 優(yōu)先級(jí)是進(jìn)程獲取資源的先后順序

• 為什么會(huì)存在優(yōu)先級(jí)？

• 排隊(duì)的本質(zhì)叫做確認(rèn)優(yōu)先級(jí)
• 那么排隊(duì)的最根本原因是 — 資源不夠！

系統(tǒng)里面永遠(yuǎn)都是，進(jìn)程占大多數(shù)，而資源是少數(shù)！所以，進(jìn)程競(jìng)爭(zhēng)資源是常態(tài)！一定需要確認(rèn)先后！

Linux下的優(yōu)先級(jí)的相關(guān)概念和操作（怎么辦）：

• Linux優(yōu)先級(jí)的構(gòu)成：

• priority + nice

我們可以根據(jù)自己的需求將進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行修改：

• 要更改進(jìn)程優(yōu)先級(jí)，需要更改不是pri，而是NI
• nice：進(jìn)程優(yōu)先級(jí)的修正數(shù)據(jù)！

數(shù)字越小，代表優(yōu)先級(jí)越高，數(shù)字越大，代表優(yōu)先級(jí)越低。

1.2 如何修改優(yōu)先級(jí)：

我們可以通過代碼的方式來對(duì)優(yōu)先級(jí)進(jìn)行修改，但是我們只講通過修改nice的方式來對(duì)進(jìn)程優(yōu)先級(jí)進(jìn)行修改。

注意：

• 雖然我們可以對(duì)Linux進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)進(jìn)行修改
• 但是Linux不允許進(jìn)程無節(jié)制的設(shè)置優(yōu)先級(jí)

不建議隨便改Liunx系統(tǒng)中的優(yōu)先級(jí)，因?yàn)槲覀儾⒉欢{(diào)度器的調(diào)度算法，隨便的更改優(yōu)先級(jí)就是變相的插隊(duì)，可能讓我們自己寫的進(jìn)程優(yōu)先得到了某種資源，但是可能會(huì)打破調(diào)度系統(tǒng)的平衡。

每次設(shè)置優(yōu)先級(jí)，這個(gè)old優(yōu)先級(jí)都會(huì)被恢復(fù)成為80。

• 修改方式：

• top + r：改優(yōu)先級(jí)。

一個(gè)進(jìn)程的優(yōu)先級(jí)不能被輕易修改，會(huì)打破調(diào)度器平衡，如果非得設(shè)置就必須具備超級(jí)用戶的權(quán)限。

nice值的修改并不是無節(jié)制的，是有一定取值范圍的：

• nice [-20, 19]
• prio [60，99]

如果nice修改的值超出了指定的修改范圍，那么就會(huì)取其上、下限。

當(dāng)我們?cè)O(shè)置完該進(jìn)程的pri為60之后，再次對(duì)該進(jìn)程的nice進(jìn)行修改，此時(shí)pri會(huì)再次恢復(fù)到80??！

• prio = prio_old + nice

2. 進(jìn)程的其他概念

2.1 競(jìng)爭(zhēng)性與獨(dú)立性：

競(jìng)爭(zhēng)性： 系統(tǒng)進(jìn)程數(shù)目眾多，而CPU資源只有少量，甚至1個(gè)，所以進(jìn)程之間是具有競(jìng)爭(zhēng)屬性的。為了高效完成任務(wù)，更合理競(jìng)爭(zhēng)相關(guān)資源，便具有了優(yōu)先級(jí)。

進(jìn)程在使用資源的時(shí)候是不允許別的進(jìn)程來使用的。競(jìng)爭(zhēng)方式一：排隊(duì)。

當(dāng)一個(gè)進(jìn)程在使用資源的時(shí)候,是不允許別的進(jìn)程也來使用該資源的基本上所有的外設(shè)和CPU都是這樣子的。

獨(dú)立性： 多進(jìn)程運(yùn)行，需要獨(dú)享各種資源，多進(jìn)程運(yùn)行期間互不干擾，進(jìn)程運(yùn)行是有獨(dú)立性的。

進(jìn)程運(yùn)行具有獨(dú)立性，不會(huì)因?yàn)橐粋€(gè)進(jìn)程掛掉或者異常，而導(dǎo)致其他進(jìn)程出現(xiàn)問題！

使用STL將對(duì)象放到各種容器中，就像在Linux系統(tǒng)當(dāng)中將PCB放來放去是一個(gè)道理。

2.2 并行與并發(fā)：

并行： 多個(gè)進(jìn)程在多個(gè)CPU下分別，同時(shí)進(jìn)行運(yùn)行，這稱之為并行。

我的電腦是單CPU的，但是我的電腦中有各種進(jìn)程都可以在跑，這是什么原因？

此時(shí)我們不得不清楚一個(gè)概念：

多個(gè)進(jìn)程都在你的系統(tǒng)中運(yùn)行 != 多個(gè)進(jìn)程都在你的系統(tǒng)中同時(shí)運(yùn)行

• 不要以為進(jìn)程一旦占有CPU， 就會(huì)一直執(zhí)行到結(jié)束，才會(huì)釋放CPU資源！
• 我們遇到的大部分操作系統(tǒng)都是分時(shí)的！
  
  操作系統(tǒng)會(huì)給每一個(gè)進(jìn)程，在一次調(diào)度周期中，賦予一個(gè)時(shí)間片的概念！
• 在一個(gè)時(shí)間段內(nèi)，多個(gè)進(jìn)程都會(huì)通過切換交叉的方式，讓多個(gè)進(jìn)程代碼，在一段時(shí)間內(nèi)都得到推進(jìn)
• 例如一個(gè)進(jìn)程只能在CPU上執(zhí)行10ms就要從CPU上扒下來，讓其他的進(jìn)程來執(zhí)行
• 這種現(xiàn)象，我們叫做并發(fā)！

這就是跑死循環(huán)不卡死的原因，可能會(huì)卡一點(diǎn)，因?yàn)榇嬖谶M(jìn)程的切換。

操作系統(tǒng)中的一個(gè)軟件叫調(diào)度器幫我們做的將進(jìn)程放在CPU再扒下來，賦予執(zhí)行的時(shí)長(zhǎng)，為什么是這么長(zhǎng)時(shí)間等等…

并發(fā)： 多個(gè)進(jìn)程在一個(gè)CPU下采用進(jìn)程切換的方式，在一段時(shí)間之內(nèi)，讓多個(gè)進(jìn)程都得以推進(jìn)，稱之為并發(fā)。

如果存在多個(gè)CPU的情況，在任何一個(gè)時(shí)刻，都有可能有兩個(gè)進(jìn)程在同時(shí)被運(yùn)行（就是在CPU上運(yùn)行）

2.3 進(jìn)程間優(yōu)先級(jí)的體現(xiàn)：

操作系統(tǒng)，就是簡(jiǎn)單的根據(jù)隊(duì)列來進(jìn)行先后調(diào)度的嗎？？有沒有可能突然來了一個(gè)優(yōu)先級(jí)更高的進(jìn)程？？

當(dāng)代計(jì)算機(jī)都具有的一種機(jī)制：搶占式內(nèi)核！

正在運(yùn)行的低優(yōu)先級(jí)進(jìn)程，但如果來個(gè)優(yōu)先級(jí)更高的進(jìn)程，我們的調(diào)度器會(huì)直接把進(jìn)程從CPU上剝離，放上優(yōu)先級(jí)更高的進(jìn)程，進(jìn)程搶占。

進(jìn)程搶占：

有可能進(jìn)程正在跑，突然來了個(gè)優(yōu)先級(jí)更高的進(jìn)程，操作系統(tǒng)直接就把這個(gè)進(jìn)程扒下來了，讓優(yōu)先級(jí)更高的進(jìn)程來跑。

2.4 O(1) 調(diào)度算法：

這里我們就簡(jiǎn)單介紹一下：

• 允許不同優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程存在
• 相同優(yōu)先級(jí)的進(jìn)程，是可能存在多個(gè)的！

而我們之前學(xué)習(xí)過數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，我們知道隊(duì)列是先進(jìn)先出的，是不允許隨意插入的，那么優(yōu)先級(jí)如何體現(xiàn)出來呢？

操作系統(tǒng)采用的是哈希的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，哈希復(fù)習(xí)：傳送門

根據(jù)不同的優(yōu)先級(jí)，將特定的進(jìn)程放入不同的隊(duì)列中！

同時(shí)操作系統(tǒng)還做了另外的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，因?yàn)榇嬖诖罅坎煌瑑?yōu)先級(jí)的進(jìn)程，如果遍歷哈希表的話就是線性探測(cè)，這里則是運(yùn)用位圖來判斷所需進(jìn)程在不在，位圖復(fù)習(xí)：傳送門

操作系統(tǒng)會(huì)把活躍的進(jìn)程放在一起，舊的進(jìn)程放在一起，最后再交換指向兩個(gè)哈希表的指針，就將兩個(gè)哈希表交換了。

• swap(active, old) ;

2.4 進(jìn)程上下文：

CPU一定具有把數(shù)據(jù)暫時(shí)保存起來的能力。
CPU內(nèi)的寄存器更多是用來保存一些臨時(shí)數(shù)據(jù)。
CPU內(nèi)的寄存器是：可以臨時(shí)的存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，非常少，但是非常重要。

int func()
{
	int a = 10 + 20;

	return a;
}

int main()
{
	int ret = func();

	return 0;
}

把a(bǔ)的值放到了寄存器eax里面，用寄存器的方式來充當(dāng)返回值，把寄存器里面的值mv到ret變量里，也就是把數(shù)據(jù)從CPU放到了內(nèi)存里面。

• 當(dāng)進(jìn)程再被執(zhí)行的過程中，一定會(huì)存在大量的臨時(shí)數(shù)據(jù)，會(huì)暫存在CPU內(nèi)的寄存器中！

我們把進(jìn)程在運(yùn)行中產(chǎn)生的各種寄存器數(shù)據(jù)，我們叫做進(jìn)程的硬件上下文數(shù)據(jù)。

• 當(dāng)進(jìn)程被剝離：需要保存上下文數(shù)據(jù)
• 當(dāng)進(jìn)程恢復(fù)的時(shí)候：需要將曾經(jīng)保存的上下文數(shù)據(jù)恢復(fù)到寄存器中

上下文在哪里保存呢？—— task struct

3. 環(huán)境變量

3.1 環(huán)境變量的概念：

環(huán)境變量(environment variables)一般是指在操作系統(tǒng)中用來指定操作系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的一些參數(shù)。

環(huán)境變量的用途：

如：我們?cè)诰帉?code>C / C++代碼的時(shí)候，在鏈接的時(shí)候，從來不知道我們的所鏈接的動(dòng)態(tài)靜態(tài)庫(kù)在哪里，但是照樣可以鏈接成功，生成可執(zhí)行程序，原因就是有相關(guān)環(huán)境變量幫助編譯器進(jìn)行查找。環(huán)境變量通常具有某些特殊用途，還有在系統(tǒng)當(dāng)中通常具有全局特性。

我們之前學(xué)習(xí)的各種指令，工具，和可執(zhí)行文件：

• 都是可執(zhí)行程序，我們可以將自己寫的可執(zhí)行程序叫指令，系統(tǒng)的指令叫命令程序二進(jìn)制文件
• 其實(shí)大家都可以既叫做指令，又叫做工具, 又叫做可執(zhí)行程序，都可以
• 其實(shí)是一碼事…

3.2 查看環(huán)境變量：

Linux查看環(huán)境變量的方法：

• 而我們自己寫的可執(zhí)行程序?yàn)槭裁匆獛下窂讲拍軋?zhí)行，而系統(tǒng)中的命令則是不需要帶路徑？？

• 系統(tǒng)中是存在相關(guān)的環(huán)境變量，保存了程序的搜索路徑的！
• 系統(tǒng)中搜索可執(zhí)行程序的環(huán)境變量叫做PATH！

解釋：

環(huán)境變量PATH里面有多種變量，中間用冒號(hào):分割開，其中我們?cè)趫?zhí)行某個(gè)程序時(shí)：例如在執(zhí)行Is時(shí)， 當(dāng)識(shí)別到有Is輸入時(shí)， 會(huì)在上面的路徑中一個(gè)一個(gè)的搜索，只要在特定路徑下找到了Is，就會(huì)執(zhí)行特定路徑下的Is，執(zhí)行完就停止搜索不再往后走了，換言之PATH就提供了可執(zhí)行程序搜索的路徑。Is或者是很多指令在PATH里面是可以被找到的。

那我們自己寫的程序，生成的可執(zhí)行程序之后，我們也想不通過帶路徑的方式像指令一樣執(zhí)行它，我們有兩種方式：

3.3 修改環(huán)境變量：

直接mytest當(dāng)做指令用，直接將可執(zhí)行程序執(zhí)行起來，不帶路徑：

方法一：直接將可執(zhí)行程序拷貝到系統(tǒng)當(dāng)中

一開始不做任何處理：


不建議自己安裝，更不建議將自己的指令拷貝到Linux系統(tǒng)的目錄下，因?yàn)闀?huì)污染Linux系統(tǒng)的命令池。

第二種：將mytest的所處路徑也添加到環(huán)境變量里

命令行變量分兩種:

1. 普通變量
2. 環(huán)境變重(全局)

定義變量可不僅僅只能在C/C++中，Linux命令行或者系統(tǒng)中也是可以直接定義變量的。

但是定義的是普通變量，通過查看環(huán)境變量的方式查看不了。

export導(dǎo)出環(huán)境變量，就可以在系統(tǒng)中可以查看的環(huán)境變量。

所以我們就可以通過export將環(huán)境變量中的PATH給改了，就可以實(shí)現(xiàn)不用路徑直接執(zhí)行可執(zhí)行程序了。

但是不能通過上述方式，因?yàn)檫@樣改的話就將全部的PATH給改了，那么其他的指令也就用不成了。

不過我們也不用過于擔(dān)心，我們?cè)诿钚猩显O(shè)置的環(huán)境變量具有臨時(shí)性的，將終端關(guān)掉重啟就恢復(fù)了。

環(huán)境變量本身就在內(nèi)存中存著呢，并不是以文件的方式存在的，改了也不影響，下次登錄的時(shí)候會(huì)重新讀取系統(tǒng)的配置文件，重新生成環(huán)境變量，如果想讓配置的環(huán)境變量永久有效的話，是需要更改配置文件的。

• 登錄程序會(huì)自動(dòng)執(zhí)行Linux上的程序，幫我們?cè)赽ash的上下文當(dāng)中導(dǎo)出一些變量，這些變量是從文件中來的。
• 可以理解成，就相當(dāng)于在啟動(dòng)的時(shí)候讀取配置文件，跟我們寫程序一樣，將數(shù)據(jù)讀到內(nèi)存里，然后在內(nèi)存里env就能查看到對(duì)應(yīng)的環(huán)境變量了。

系統(tǒng)中相關(guān)配置文件一般在：

正確修改環(huán)境變量：

備注：

環(huán)境變量輕易不要修改，非要改最好是新增，不要做覆蓋。

which是通過環(huán)境變量來查找可執(zhí)行程序的路徑。

3.4 和環(huán)境變量相關(guān)的命令：

1. echo: 顯示某個(gè)環(huán)境變量值
2. export: 設(shè)置一個(gè)新的環(huán)境變量
3. env: 顯示所有環(huán)境變量
4. unset: 清除環(huán)境變量
5. set: 顯示本地定義的shell變量和環(huán)境變量

前幾個(gè)我們已經(jīng)講的差不多了，我們來介紹后幾個(gè)：

• unset：

• set：

aa叫局部變量查不到，可以通過export直接倒成環(huán)境變量，此時(shí)再查就能查到了。

查看本地變量：

set的環(huán)境變量和本地變量都能查到。

3.5 環(huán)境變量的獲?。?/h3>

3.5 - 1 main函數(shù)可以帶參數(shù)嗎？可以帶多少？

我們先來看main函數(shù)帶兩個(gè)參數(shù)：

#include <stdio.h>

int main(int argc, char* argv[]) 
{
    int i = 0;
    for(i = 0; i < argc; i++)
    {
        printf("argv[%d]: %s\n", i, argv[i]);
    }
    return 0;
}

將命令行傳遞給命令行參數(shù)：

• char* argv[]是個(gè)指針數(shù)組，而int argc則是指針數(shù)組中元素的個(gè)數(shù)。
• 可執(zhí)行程序和選項(xiàng)都是字符串，最后都以指針數(shù)組的方案存在了指針數(shù)組中。
• 指針數(shù)組中存的是字符串的起始地址
• 最后以NULL結(jié)尾

我們給main函數(shù)傳遞的argc，char* argv[]是命令行參數(shù)，傳遞的是：命令行中輸入的程序名和選項(xiàng)！！

具體是哪個(gè)字符串的起始地址呢？

這樣就傳遞命令行參數(shù)了。

3.5 - 2 傳遞參數(shù)的意義是什么

命令行計(jì)算器：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char* argv[])
{
    if(argc != 4)
    {
        printf("Usage: %s [-a|-s|-m|-d] one_data two_data\n", argv[0]);
        return 0;
    }

    int x = atoi(argv[2]);
    int y = atoi(argv[3]);

    if(strcmp("-a", argv[1]) == 0)
    {
        printf("%d+%d=%d\n",x, y, x + y);
    }
    else if(strcmp("-s", argv[1]) == 0)
    {
        printf("%d-%d=%d\n",x, y, x - y);
    }
    else if(strcmp("-m", argv[1]) == 0)
    {
        printf("%d*%d=%d\n",x, y, x * y);
    }
    else if(strcmp("-d", argv[1]) == 0 && y != 0)
    {
        printf("%d/%d=%d\n",x, y, x / y);
    }
    else
    {
        printf("Usage: %s [-a|-s|-m|-d] one_data two_data\n", argv[0]);
    }

    return 0;
}

運(yùn)行結(jié)果：

意義：

• 同一個(gè)程序，通過傳遞不同的參數(shù)，讓同一個(gè)程序有不同的執(zhí)行邏輯，執(zhí)行結(jié)果。
• Linux系統(tǒng)中，會(huì)根據(jù)不通的選項(xiàng)，讓不同的命令，可以有不同的表現(xiàn)！指令中那么多選項(xiàng)的由來和起作用的方式！！
• ls -a -l -i不同的選項(xiàng)代表的含義不一樣。

那么命令行參數(shù)是怎么傳遞給main函數(shù)的呢？？

• 進(jìn)程控制講

3.6 進(jìn)程獲取環(huán)境變量的方法：

方法一：main函數(shù)的第三個(gè)參數(shù)

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

void func(void)
{
    printf("hehe\n");
}

int main(int argc, char* argv[], char* env[])
{
    //func(1, 1);
    int i = 0;
    for(i = 0; env[i]; i++)
    {
        printf("env[%d]: %s\n", i, env[i]);
    }

    return 0;
}

打印出來的就是各種環(huán)境變量了：

• char* env[]也是個(gè)指針數(shù)組
• 數(shù)組里的每個(gè)元素都是指向一個(gè)字符串
• 每個(gè)字符串就是一個(gè)環(huán)境變量
• 最后以NULL結(jié)尾

一個(gè)進(jìn)程是會(huì)被傳入環(huán)境變量參數(shù)的，每個(gè)進(jìn)程都是的??！

我們自己的程序跑起來變成進(jìn)程，這個(gè)進(jìn)程就被調(diào)用方傳入了環(huán)境變量了。

如果一個(gè)C語(yǔ)言函數(shù)在聲明中沒有帶參數(shù)，但是我們強(qiáng)制給其帶參的話并不報(bào)錯(cuò)。
而且強(qiáng)行傳的參數(shù)，依舊壓棧，依舊形成臨時(shí)變量，只不過后面沒有使用罷了。
給函數(shù)定義的時(shí)候形參帶上void的話，強(qiáng)制傳參才會(huì)報(bào)錯(cuò)。

進(jìn)程想獲得環(huán)境變量的第一種方法，那就是main函數(shù)的第三個(gè)參數(shù)，傳進(jìn)來的值就是一個(gè)指針數(shù)組，就可以通過指針數(shù)組的方案來遍歷。

方法二：通過C語(yǔ)言內(nèi)部維護(hù)的environ

int main()
{
	extern char** environ;

	for (int i = 0; environ[i]; i++)
	{
		printf("%d: %s\n", i, environ[i]);
	}

	return 0;
}

方法三：用接口getenv()

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    char* val = getenv("PATH");
    printf("%s\n", val);

    return 0;
}

3.7 我為什么要獲取環(huán)境變量：

以后有用途，萬一有用途~

我們寫一個(gè)只能自己運(yùn)行的程序：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>

int main()
{
    //讓程序只能自己執(zhí)行
    char* id = getenv("USER");

    //忽略大小寫
    if(strcasecmp(id, "Zh_Ser") != 0)
    {
        printf("權(quán)限拒絕!\n");
        return 0;
    }
    printf("成功執(zhí)行...\n");

    char *val = getenv("PATH");
    printf("%s\n", val);
    
    return 0;
}

就算是root用戶也不能執(zhí)行！

環(huán)境變量是誰(shuí)給我的呢？？目前談不清，但是我們可以觀察到！文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-449838.html

到了這里，關(guān)于【Linux】進(jìn)程優(yōu)先級(jí) + 環(huán)境變量的文章就介紹完了。如果您還想了解更多內(nèi)容，請(qǐng)?jiān)谟疑辖撬阉鱐OY模板網(wǎng)以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章，希望大家以后多多支持TOY模板網(wǎng)！