小c学Linux(19)--进程管理理论详解

理论详解

本身二进制程序是存在硬盘上的，表现是一个个的可执行文件。

“这个文件是什么？”
“是磁盘上的存储空间，是存储在指定存储空间中的数据。”

“文件名是什么？”
“是引用，引用存储空间中的数据”

对linux可执行程序来讲，它的二进制格式叫ELF
ELF通常指的是可以在CPU上自我直接启动起来，程序有可执行入口#!，包含CPU原生态指令和数据，这就是ELF格式。

程序=指令+数据

”shell脚本本身不是二进制，而是纯文本文件，那为什么也能够执行？“
“shell脚本前#!/bin/bash指定了特定路经下的环境解释器”

进程的调度都是内核完成的，内核必须把（cpu）有限的资源分配给无限贪婪的进程上去，cpu切割成时间片，提供的计算能力是靠时间流逝完成的

内存是空间，区别于cpu时间片
/图1。|内核|用户|进程|

内存像硬盘一样，事先划分固定大小的内存块儿，内存页–页框（page frame）
/图二 | | | | |页框 | |

“每个进程最多能识别多大内存？”
“32位操作系统：4G”
“64位操作系统：4个4G”

注意，进程识别内存一般是虚拟内存比如4G，实际上物理内存只有512M，但对于每个进程都表现为4G的内存，1G用于内核，3G用于进程
/图三

”这一切管理工作由内核在背后进行，内核怎么知道哪一个进程使用哪一段地址空间？而且映射了哪一段地址空间，并且如何让内核快速追踪每一个进程，如何知道每个进程和内存之间的关系？“
“对于linux来说，所有用户空间中启动的进程除了init，都是由其父进程通过fork系统调用创建的。当子进程结束，父进程就会给它销毁。如果父进程比子进程先挂了，就用init销毁，init是所有进程的父进程”

在内核中有一种机制，可以追踪所有进程，为每一个进程创建一个进程对象（内核是用c语言写的，在c中是struct数据结构），每个进程对象包含了自己的进程id、进程名字等等信息。因而内核相当于为进程创建了一个进程信息库，用于追踪计算机上所有的进程，知道每个进程在干什么。linux文件系统中/proc目录是linux内核的伪文件系统，位于其目录下的都不是真正意义上的文件，它是内核信息的映射，包括进程等信息都在里面。

线程：一个进程内部有多个执行流。
cpu在某个时间点上只执行唯一的指令
如果只有一颗cpu，多线程并没有意义，只会使内核的管理更加麻烦
如果有多颗cpu，多颗cpu就能同时处理不同的指令，当系统指令非常多时，多线程能够充分利用多颗cpu工作，效率将大大提升

进程调度：内核的核心功能