一、环境变量

1.1 基本概念

• 环境变量(environment variables)一般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
• 如：我们在编写C/C++代码的时候，在链接的时候，从来不知道我们的所链接的动态静态库在哪里，但是照样可以链接成功，生成可执行程序，原因就是有相关环境变量帮助编译器进行查找。
• 环境变量通常具有某些特殊用途，还有在系统当中通常具有全局特性。
  

1.2 常见环境变量

• PATH : 指定命令的搜索路径
• HOME : 指定用户的主工作目录(即用户登陆到Linux系统中时,默认的目录)
• SHELL : 当前Shell,它的值通常是/bin/bash。

1.3 查看环境变量方法

echo $NAME //NAME:你的环境变量名称

1.4 测试PATH

1.创建myproc.c

2.对比./myproc执行和之间myproc执行
3. 为什么有些指令可以直接执行，不需要带路径，而我们的二进制程序需要带路径才能执行？
4. 将我们的程序所在路径加入环境变量PATH当中, export PATH=$PATH:myproc程序所在路径

1. 对比测试
2. 还有什么方法可以不用带路径，直接就可以运行呢？

1.5 和环境变量相关的命令

1. echo: 显示某个环境变量值

2. export: 设置一个新的环境变量

3. env: 显示所有环境变量
   

4. set: 显示本地定义的shell变量和环境变量
   

5. unset: 清除环境变量

1.6 环境变量的组织方式

每个程序都会收到一张环境表，环境表是一个字符指针数组，每个指针指向一个以’\\0’结尾的环境字符串.
通过代码如何获取环境变量

• 命令行第三个参数（了解）
  
  

• 通过第三方变量environ获取（了解）
  
  
  
  libc中定义的全局变量environ指向环境变量表,environ没有包含在任何头文件中,所以在使用时 要用extern声明。

• 通过系统调用获取或设置环境变量(重点掌握)
  getenv , 本次讲解
  setenv , 后面讲解
  
  
  
  常用getenv和setenv函数来访问特定的环境变量。

环境变量通常是具有全局属性的

二、程序地址空间

2.1 程序地址空间

验证一下：


注意：上面这个不是真的内存！！那么它是什么呢？它是进程虚拟地址空间。
下面验证一下：


我们发现，输出出来的变量值和地址是一模一样的，很好理解呀，因为子进程按照父进程为模版，父子并没有对变量进行进行任何修改。可是将代码稍加改动:


我们发现，父子进程，输出地址是一致的，但是变量内容不一样！能得出如下结论:

• 变量内容不一样,所以父子进程输出的变量绝对不是同一个变量
• 但地址值是一样的，说明，该地址绝对不是物理地址！
• 在Linux地址下，这种地址叫做 虚拟地址
• 我们在用C/C++语言所看到的地址，全部都是虚拟地址！物理地址，用户一概看不到，由OS统一管理

OS必须负责将 虚拟地址 转化成 物理地址 。
进程地址空间
所以之前说‘程序的地址空间’是不准确的，准确的应该说成 进程地址空间 ，那该如何理解呢？

上面的图就足矣说名问题，同一个变量，地址相同，其实是虚拟地址相同，内容不同其实是被映射到了不同的物理地址。
为什么要有地址空间：
1.通过添加一层软件层，完成有效的对进程操作内存进行风险管理(权限管理)， 本质的目的是为了保护物理内存已经各个进程的数据安全。

2.将内存申请和内存使用的概念在时间上划分清楚，通过虚拟地址空间，来屏蔽底层申请内存的过程，达到进读写内存和OS进行内存管理操作，进行软件上面的分离。

3.站在CPU和应用层的角度，进程可以统一看做统一使用4GB的空间，而且每个空间区域的相对位置，是比较确定的！

补充：

这内核空间存的是什么呢？

2.2 Linux2.2 内核进程调度队列-选学

上图是Linux2.6内核中进程队列的数据结构，之间关系也已经给大家画出来，方便大家理解

2.3 优先级

普通优先级： 100～ 139（我们都是普通的优先级，想想nice值的取值范围，可与之对应！）
实时优先级： 0～ 99（不关心）

2.4 活动队列 & 过期队列

活动队列：

• 时间片还没有结束的所有进程都按照优先级放在该队列
• nr_active: 总共有多少个运行状态的进程
• queue[140]: 一个元素就是一个进程队列，相同优先级的进程按照FIFO规则进行排队调度,所以，数组下标就是优先级！
• 从该结构中，选择一个最合适的进程，过程是怎么的呢？

1. 从0下表开始遍历queue[140]
2. 找到第一个非空队列，该队列必定为优先级最高的队列
3. 拿到选中队列的第一个进程，开始运行，调度完成！
4. 遍历queue[140]时间复杂度是常数！但还是太低效了！
   bitmap[5]:一共140个优先级，一共140个进程队列，为了提高查找非空队列的效率，就可以用5*32个
   比特位表示队列是否为空，这样，便可以大大提高查找效率！

过期队列

• 过期队列和活动队列结构一模一样
• 过期队列上放置的进程，都是时间片耗尽的进程
• 当活动队列上的进程都被处理完毕之后，对过期队列的进程进行时间片重新计算

2.5 active指针和expired指针

• active指针永远指向活动队列
• expired指针永远指向过期队列
• 可是活动队列上的进程会越来越少，过期队列上的进程会越来越多，因为进程时间片到期时一直都存在的。
• 没关系，在合适的时候，只要能够交换active指针和expired指针的内容，就相当于有具有了一批新的活动进程！