Linux 进程概念

目标

对于linux进程有初步的概念（进程与程序，进程的衍生，工作管理）

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学习目录

1.进程概念理解
2.进程的属性
2.1进程的分类
2.2进程的衍生
2.3进程组与sessions
2.4工作管理

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1.进程概念理解

什么是程序，什么是进程？什么是线程？

程序：

程序是一个静态的概念，一般对应一个操作系统中的一个可执行文件（待执行），由一系列有逻辑，有顺序结构的指令组成。

进程：

1.执行中的程序叫做进程，是一个动态的概念。

2.进程是包含上下文切换的程序执行时间总和，是对应的CPU时间段的描述，是描述这一CPU时间段的名词。参考网址

3.进程，是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运动活动，是系统进行资源分配和调度的基本单位。是操作系统结构的基础。它的执行需要系统分配资源创建实体后才能进行。

4.在Linux2.6更新后，进程本身不是基本运行单位，而是线程的容器（只在Linux中）。

5 进程是程序的一次动态执行过程，占用特定的地址空间。

6.每个进程由三部分组成：代码段，数据段，进程控制块。每个进程都是独立的，拥有自己的cpu时间，代码和数据，即使一个程序产生了好几份进程，他们之间还是独立拥有自己的这三件东西，这样的缺点是：浪费内存，cpu负担较重。参考网址

线程：

1.随着技术的发展，在执行一些细小任务时，本身无需分配单独资源，进程依然会繁琐的将资源分割，即浪费时间还浪费资源，然后专门运用于这个场景的多任务技术被创造——线程。进程可以产生多个线程，而这些线程可以共享此进程的某些资源，所以进程不需要独立的资源就可以运行，可以节省资源与时间。

2.进程是操作系统能够进行运算调度的最小单位。它被包含在进程内，是进程中实际运作单位。

3.线程是一个进程内部的一个执行单元，它是程序中的单一的顺序控制进程。

4.一个进程可拥有多个并行的线程（需多个cpu）。

5.一个进程内的多个线程共享相同的内存地址空间，可以访问相同的变量和对象，它们从同一堆中分配对象并进行通信，数据交换和同步操作。

6.它是比进程更为细小的cpu时间段。
进程与线程区别参考网址

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2.进程的属性

进程的属性分为（进程的分类）（进程的衍生）（进程组与sessions）（工作管理）。

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2.1进程的分类

两个角度：
一（进程的功能与服务的对象来分）
二（应用程序的服务类型）

进程的功能与服务对象

• 用户进程：通过执行用户程序，应用程序或称之为内核之外的系统程序而产生的进程，此类进程可以在用户的控制下运行或关闭。
• 系统进程：通过执行系统内核程序而产生的进程，而且该进程的运行不受用户干预。即使root用户也不能干预系统进程的运行。

应用程序的服务类型

• 交互进程：由shell终端启动的进程，在执行过程中，需要与用户进行交互操作。可以运行前台，也可以运行于后台。
• 守护进程：一种一直运行的进程。例如httpd进程。

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2.2进程的衍生

1. 父进程与子进程：我们启动终端就是启动了一个bash进程，当我们在bash中再输入bash则会再启动一个bash进程。我们叫第一个bash进程为父进程，第二个bash进程为其子进程。

2. fork()与exec()：
   fork()：是一个system call，主要作用是为当前进程创建一个新的进程，这个新进程就是它的子进程，这个子进程除了父进程的返回值和PID以外其他的信息都一模一样。
   exec()：也是系统调用，作用是切换子进程中的执行程序，替换其从父进程复制过来的代码段和数据段。

3. 子进程退出与资源回收：当一个子进程要正常的终止运行时或该进程结束时它的主函数main()会执行exit(n);或return n，这里的n是一个信号，系统会将这个SIGCHLD信号返回给父进程。

4.僵尸进程：当子进程代码执行部分已经结束执行，系统资源也基本归还给系统了，但若是其进程的进程控制块仍驻留在内存中，而它的PCB还在，代表这个进程还存在，并没有消亡Z(Zombie)表示僵尸进程。 缺点：子进程会占用PID，而系统会因为没有可用的PID从而导致不能产生新的进程。

5.孤儿进程：当父进程非正常结束，未能及时回收子进程，子进程仍在运行，这样的进程被称为孤儿进程。这样的进程会被init进程收养。

6.进程结构

进程0：是系统引导时创建的一个特殊进程，称为内核初始化，其最后一个动作就是调用fork()创建出一个子进程运行/sbin/init可执行文件，该进程的PID=1，进程0转化为空闲进程。
init进程：第一个用户态的进程，由它不断调用fork()来创建系统里的其他进程，是所有程序的父进程，同时它也是一个守护进程。

通过ps -fxo user,ppid,pid,pgid,command可以看到
（pid是该进程的唯一编号）（ppid是该进程的父进程的pid）（command表示该进程通过执行什么样的命令或脚本产生的）参考网址

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2.3进程组与sessions

1. 进程组：每一个进程都是一个进程组的成员，每一个进程组都是唯一存在的，它们依靠PGID来区别，每当一个进程被创建的时候，它便会成为其父进程所在组的一员。
   一般来说，该进程组的PGID等同于进程组的第一个成员的PID，该进程是这个进程组的主进程。主进程可以先终结，此时进程组仍然存在，并持有相同的PID，知道进程组中的最后一个进程结束。
   每一个进程组sessions中，并且这个sessions是唯一存在的。

2.sessions:sessions是针对一个tty建立。sessions中的每一个进程都称为job，每一个会话可以连接一个终端。
sessions 的主要作用是：将多个jobs囊括在一个终端，并取其中一个job作为前台，直接接收该终端的输入输出以及终端信号，其他job在后台运行。

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2.4工作管理

每个bash（终端）只能管理当前终端的job。

[job] &    #&让命令在后台运行

ctrl+z    #当前工作停止并转到后台

jobs     #查看停止并被放置在后台的工作

fg [%jobnumber]    #将在后台的工作拿到前台来 
#例：fg %1    #将后台job编号为1的job拿到前台来 

bg [%jobnumber]    #将job在后台运作
#例： bg %1    #将后台job编号为1的job在后台运行

kill [-信号值] [%jobnumber]     #删除或重启job
kill信号值补充：
-1： 重新读取参数运行
-2：如同ctrl+c的操作退出
-9：强制终止该任务
-15：正常的方式终止该任务