Linux进程_linux 进程

1.进程的概念

1.1 多进程特性

Linux支持 多进程 特性，可以最大化的使用cpu资源；用户可以在同一个cpu上运行多个用户程序。

多进程的原理是：时钟中断触发进程调度程序，调度程序分时运行多个进程。这就要求每个进程能够保留现场信息（cpu现场、系统资源、调度信息等）。

linux使用 进程描述符 task_struct数据结构记录现场信息，然后基于进程描述符管理进程，包括进程的创建、调度、消亡等操作。

1.2 概念

• 程序：经过编译的源代码，生成的一个可执行的文件。

• 进程：
  1.进程是一个独立的可调度的任务 。
  2.进程是一个抽象实体。当系统在执行某个程序时，分配和释放的各种资源
  3.进程是一个程序的一次执行的过程。

• 进程和程序的区别：
  ** 程序是静态的，它是一些保存在磁盘上的指令的有序集合，没有任何执行的概念。
  ** 进程是一个动态的概念，它是程序执行的过程，包括创建、调度和消亡。

• 进程是程序执行和资源管理的最小单位 。

• Linux进程在内存中包含三部分数据：
  代码段：存放了程序的代码，代码段可以由机器中运行同一程序的数个进程共享。
  堆栈段：存放的是子程序（函数）的返回地址、子程序的参数及程序的局部变量。
  数据段：存放程序的全局变量、常数以及动态数据分配的数据空间。堆栈段和数据段不能由运行同一程序的数个进程共享。

• linux系统至少有一个进程，一个程序可以对应多个进程，一个进程只能对应一个程序。

1.3 Linux下的进程结构

• 主要的进程标识：
  ** 进程号(Process Identity Number，PID)
  ** 父进程号(Parent Process ID，PPID)
• PID唯一的标识一个进程。
• Linux内核用进程描述符task_struct（在include/linux/sched.h定义）存放进程的相关属性。

1.4 Linux系统中的进程类型

• 交互进程：该类进程是由shell控制和运行的。交互进程既可以在前台运行，也可以在后台运行。
• 批处理进程：该类进程不属于某个终端，它被提交到一个队列中以便顺序执行。
• 守护进程：该类进程在后台运行。它一般在Linux启动时开始执行，系统关闭时才结束。

1.5 进程运行状态

• 运行态：进程在cpu上运行或者等待运行。

• 等待态：此时进程在等待一个事件的发生或某种系统资源。
  ** 可中断
  ** 不可中断：不被唤醒信号量唤醒。

• 退出态又分为僵尸态和死亡态。
  ** 进程完成使命退出后处于僵尸态，此时进程的资源已经被释放，仅仅保留了task_struct结构（父进程可能使用）；
  ** 而死亡态不仅释放了所有资源，并且连task_struct结构也释放了。

进程装态图

       

进程的模式

• 进程的执行模式分为用户模式和内核模式
  

2.进程系统调用

2.1 进程控制-进程的创建

系统调用fork用于派生一个进程，其说明如下：

    #include <unistd.h>
    pid_t fork(void);
    pid_t vfork(void);
1
2
3

进程创建：fork()

• fork()
  

• fork调用将执行两次返回，它将从父进程和子进程中分别返回。
  从父进程返回时的返回值为子进程的PID，而从子进程返回时的返回值为0，并且返回都将执行fork之后的语句。调用出错时，返回值为-1

• 调用fork时，系统创建一个与当前进程（父进程）相同的新进程（子进程）。子进程是父进程的一个复制，子进程拷贝父进程的数据段、代码段。

• fork用法
  

#include