Linux进程退出与销毁PID结构体的关系

Linux中是有PID分配回绕的。为了研究这个问题，需要搞清楚，PID号什么时候会被释放（即可以再次被分配给别的进程使用这个号码）。

PID号释放在整个free_pid按照pid->level的循环，把ns->idr释放掉，但是pid结构体并不一定被释放，只是put_pid。

put_pid的引用计数减少为0时，调用kmem_cache_free真正的把pid这个结构体释放掉。

😕task_struct在这个过程中起到了什么作用？调用exit的时候，是否有减为0 呢？

在进程执行do_exit以后，进程被标记位僵尸进程状态，这个时候做了很多操作，但是并不是do_exit过程中就会把task_struct回收掉，

😮那是在什么时候回收的呢？

do_exit中有一个函数是exit_notify,他会“让子进程忘记自己”。

如果正在退出的进程不是线程组的领导进程，会直接被回收，调用release_task，进程状态被标记为EXIT_DEAD；

如果正在退出的进程时线程组的领导进程，其是否被直接回收取决于do_notify_parent的返回值，即父进程对这个子进程即将退出的处理策略，如果父进程不感兴趣，将返回true，立刻被回收，调用release_task,进程状态被标记为EXIT_DEAD；如果父进程感兴趣，将返回false，不会立刻回收，进程状态被标记为EXIT_ZOMBIE。

👿但是，重点是，不管以上哪种方式，task_struct都并不是在do_exit中回收的，而是在，do_exit的最后，执行__schedule里，进程切换完毕后，被调度执行的进程在schedule_tail->finish_task_switch中完成的。在设置了进程状态为TASK_DEAD后, 进程进入僵死状态, 进程已经无法被再次调度, 因为对应用程序或者用户空间来说此进程已经死了, 但是尽管进程已经不能再被调度，但系统还是保留了它的进程描述符，这样做是为了让系统有办法在进程终止后仍能获得它的信息。

finish_task_switch里面会调用put_task_stack和put_task_struct_rcu_user,前者会释放进程的栈，后者会给rcu设置一个回调函数delayed_put_task_struct,当task->rcu_users减少为0时执行，delayed_put_task_struct里才会走到最终的put_task_struct。而put_task_struct的关键在于用他的引用计数来控制释放。
只要进程被标记为EXIT_DEAD状态，就会调用release_task，就会释放PID号，但不一定会释放pid结构体。

PID号在进程退出时被杀死，PID号被回收；但是此时新创建的进程不会立刻就分配这个号，而是在这个命名空间里，从可用的pid号已经达到了最大极限以后，才会从头回绕，回绕后也不一定是立刻就把这个号分配重用。使用了延迟重用算法，防止刚释放的号码被立即使用。

结论：
经过分析，Linux中PID号和pid结构体是两个分开独立的东西。PID号是进程退出的时候，就可能被回收掉的，当然这里有一些条件，首先这个进程要满足EXIT_DEAD状态，其次要满足!pid_has_task，满足这两点，PID号就会被回收。回收以后，也并不会立即分配，而是当PID号已经被用完达到最大以后，再从起始位置回绕，call this延迟重用算法。起始位置应该是300,有个宏定义是保留PID号，留给那些启动进程什么的。这是PID号的事，然后对pid结构体做了什么呢？仅仅对pid结构体的引用计数减一。减一意味着并不是立即释放，而是等它减到0的时候才去释放，这样即使PID号被释放了，但你持有的pid结构体指针，你依旧可以找到你想要的数据和task_struct数据，而并不是因为pid号换了，就拿到新的进程里的东西了。