[Linux] Linux操作系统进程的优先级环境变量

标题：[Linux] Linux操作系统进程的优先级

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（图片来源于网络）

一、进程优先级

1.PRI and NI

2.PRI vs NI 的补充理解

二、命令行参数和环境变量

1. 命令行参数

2.环境变量

I，环境变量是内存级的

II，其他更多的环境变量及具体意义

III，整体理解环境变量系统

IV，环境变量和本地变量

正文开始：

一、进程优先级

基本概念

进程的调用需要CPU，CPU对进程的资源分配的先后顺序，就是指进程的优先权（priority）。

优先权高的进程有优先执行权利。配置进程优先权对多任务环境的linux很有用，可以改善系统性能。

还可以把进程运行到指定的CPU上，这样一来，把不重要的进程安排到某个CPU，可以大大改善系统整体性能。

查看当前的系统进程

在linux或者unix系统中，用ps –l命令则会类似输出以下几个内容：

我们很容易注意到其中的几个重要信息，有下：

        UID : 代表执行者的身份

        【Linux下对用户的区分是按照一个特定的编号来进行的，这样做是为了提高效率，因为对字符串的比较需要O（N），而对于整形数字的比较只需要O（1)】

        PID : 代表这个进程的代号

        PPID ：代表这个进程是由哪个进程发展衍生而来的，亦即父进程的代号

        PRI ：代表这个进程可被执行的优先级，其值越小越早被执行

        NI ：代表这个进程的nice值

1.PRI and NI

PRI（priority）也还是比较好理解的，即进程的优先级，或者通俗点说就是程序被CPU执行的先后顺序，此值越小进程的优先级别越高。
那NI就是我们所要说的nice值了，什么是nice值？其表示进程可被执行的优先级的修正数值。
PRI值越小越快被执行，那么加入nice值后，将会使得PRI变为： PRI(new)=PRI(old)+nice
这样，当nice值为负值的时候，那么该程序将会优先级值将变小，即其优先级会变高，则其越快被执行。
调整进程优先级，在Linux下，就是调整进程nice值。（为什么不直接调整PRI呢？因为调整PRI的时机不是确定的。修改了进程A的优先级表示在调用队列中A的位置发生了变化，但是这是不符合CPU的调用公平原则的）
nice其取值范围是-20至19，一共40个级别。

当我们创建一个进程，他的优先级默认是80:我们可以修改它的优先级：

首先进入top；输入r(renice);输入需要修改的进程pid；输入要修改的nice值即可。

将进程的优先级调到最低：

进程的优先级是不能被频繁修改的，如果想要成功修改进程的优先级，需要切换到超级用户（root）

2.PRI vs NI 的补充理解

需要强调一点的是，进程的nice值不是进程的优先级，他们不是一个概念，但是进程nice值会影响到进程的优先级变化。

可以理解nice值是进程优先级的修正修正数据。

二、命令行参数和环境变量

1. 命令行参数

当初我们第一次打开编译器的时候，我们会发现默认的源文件里面的main函数是有参数的：

int main(int argc,char* argv[])
{
    //...
    return 0;
}

其实即使没有参数，main函数还是可以正常运行的。

如果main函数带了这些参数，当我们调用这个可执行程序的时候，第一个参数就是我们调用的指令，如果我们在调用指令之后以空格为间隔，加上一些选项，这些选项会被以字符串的形式追加到指针数组 argv[] 中。

这些工作实际上是父进程Bash做的。Bash（命令行解释器）会解释输入的命令，每一个指令的执行其实就是一个子进程的创建、运行、返回。

比如我们使用ls，可以加-a -l -al等：

ls -al

我们使用这样的指令，默认是输入给父进程bash的，父进程保存这些数据。由于子进程可以访问父进程数据，子进程mytest的main函数的参数是通过访问父进程的数据来传递的。

2.环境变量

I，环境变量是内存级的

我们生成的mytest可执行程序在执行的时候需要加上当前目录的标识符“./”然后加上程序名才能执行。但是我们最常使用的指令，比如：

ls

pwd

cd

等这些指令，却不需要指定这些程序文件的位置，为什么？

其实操作系统是通过环境变量来找到这些程序的位置的。依靠的环境变量就是：

PATH

我们可以通过echo指令查看环境变量：

echo $PATH

这些路径就是bash默认查找的路径：当我们执行常用的系统指令的时候，bash会默认在这些路径中查找指令的程序文件：

如果找到，则加载到内存中运行；

如果没有找到的，则报错：

ls等这些系统指令是存储在/user/bin中的，如果我们想要让自己写的指令拥有与系统指令相同的“待遇”，有如下两种方法：

方法一：

把自己的可执行程序拷贝到user/ben目录中。这样虽然可以达到目的，但是着实不太明智，这会污染系统的指令集。

方法二：

我们可以把自己的可执行程序的路径添加到bash默认查找的路径中；这就需要更改

PATH环境变量，对于PATH环境变量的更改，有如下两种方法：

PATH=(指定的目录)
这种方法会直接覆盖原来的默认路径。
PATH=$PATH:(指定的路径)
这种方法会追加在原来默认路径的后面。

我们更改了默认的搜索路径之后，就可以不用指定当前目录而执行自己的指令了。

但是当我们再次登录服务器的时候，会发现PATH环境变量被改回去了。这是因为环境变量是最开始不是在内存中，而是在系统对应的配置文件中的。当我们登录服务器，bash启动就会把配置文件信息读取到环境变量中去。

这就是读取环境变量的配置文件：（默认是在每个人的工作目录: cd ~ 的目录中）

我们可以得出结论：环境变量是内存级的。

II，其他更多的环境变量及具体意义

要查找所有的环境变量，就需要用到指令：
env
要查找某一特定的环境变量，需要用到指令：
echo $+环境变量名称

用第一个指令，查找所有的环境变量，会出现一大堆信息：

这一堆信息就是系统内部的（内存级）环境变量，是启动Bash的时候bash从配置文件中读取的。

仔细看，发现一些环境变量：

PATH：当前的目录

HOME：当前登录用户的家目录

SHELL：当前的SHELL，通常是/bin/bash

PWD：当前的工作目录

HISTSIZE：系统默认记录的历史指令数

如果想要在这些环境变量中加入自己创建的变量，需要用到指令：
export name=value
如果想要删除已经创建的环境变量，需要用到指令：
unset name

III，整体理解环境变量系统

过程一：系统文件中首先包含了环境变量，Bash在启动的时候会在磁盘中读取文件信息，把环境变量的信息加载到内存中，加载到内存中的环境变量就是我们平常通过指令env查看到的环境变量。

过程二：子进程是可以访问父进程的数据的，当我们创建一个子进程。我们写的进程通过父进程bash创建，那么我们在子进程中也当然可以访问父进程bash的环境变量数据！

想要访问父进程的环境变量数据，三种方法：

1.通过main函数参数传递环境变量:
int main(int argc,char* argv[],char* env[])
{}
（这是main函数的第三个参数，对于参数的传递的理解，上文有详解）

2.通过extern 声明变量：
extern char** environ;
3.通过库函数

在C语言的函数库stdlib.h中存在一个可以获取环境变量的函数getenv（）：

可以通过这个函数获取bash的环境变量。本质是根据环境变量的名称来查找匹配的变灵名称，并返回对应的变量值。

这三种方式，无论是哪一种，都声明了一个指针数组，这个指针数组里存储的就是父进程的环境变量。由于进程的独立性，子进程对这些环境变量的修改并不会影响到父进程。（甚至并不能被修改）

IV，环境变量和本地变量

我们已经知道了如何声明自己的环境变量，与环境变量相关的还有一种变量：本地变量。

声明环境变量的时候，需要加上export：

export name=value

而声明本地变量，则不需要加上export：

name=value

在声明本地变量之后，可以通过echo查询本地变量：

echo $变量名

但是本地变量不存在于环境变量表中，无法grep查询到。

想要将本地变量转化为环境变量，需要export再次声明：

export name

操作过程记录：

本地变量与环境变量的区别是环境变量具有全局属性，可以被所有的子进程访问；而本地变量则无法被子进程访问。

内建指令：

我们平时使用的指令，都是通过环境变量PATH来找到程序文件的位置的。但是对于特殊的命令，比如echo等在PATH变量被破坏时也可以正常使用。

因为echo命令是内建命令，直接是一个可以被直接调用的函数，所以执行时不需要创建一个进程，本身就没有程序文件，自然不需要直到程序文件的位置。

完~

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