计算机基础二：操作系统基础篇之一（进程相关）

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本文深入解析Linux进程的类型，包括前台、后台与守护进程，并详细介绍了进程ID与状态标记的概念。此外，还全面覆盖了ps、top和kill等常用进程管理命令的操作方法，以及进程调度的原理与算法，如先来先服务、短进程优先、高优先权优先和时间片轮转调度。

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1、进程的类型

1.1、前台进程

前台进程就是具有终端，可以和用户交互的进程。

1.2、后台进程

与前台线程相对，没有占用终端的就是后台线程。
后台进程基本上不和用户进行交互，优先级比前台进程低。
将需要执行的命令一"&"符号结束。

1.3、守护进程

守护（daemon）进程是特殊的后台进程。

很多守护进程在系统引导的时候启动，一直运行直到系统关闭。

Linux有很多典型的守护进程。

进程名字一般以“d”为结尾的一般都是守护线程，例如：crond（LInux定时任务的守护进程）、httpd（http服务的守护进程）、sshd（使用ssh登陆的守护进程）、mysqld

2、进程的标记

2.1、进程ID

ID为0的进程为idle（idle：闲置的）进程，是系统创建的第一个进程。
ID为1的进程为init进程，是0号进程的子进程，完成系统初始化。init进程是所有用户进程的祖先进程。
进程的父子关系可以通过命令pstree命令查看

2.2、进程的状态标记

状态符号和说明：

3、操作Linux进程的相关命令

3.1、ps命令：

查看进程所使用的命令，常用于显示当前进程的状态
ps命令常配合aux参数或ef参数和grep命令检索特定进程

3.2、top命令：

查看Linux的使用内存和其他状态的命令

3.3、kill命令：

发送指定信号给进程
kill -l 可以查看操作系统支持的信号（SINGLE），只有（SIGKILL 9）可以无条件终止进程（kill -9 pid），其他信号进程有权忽略

4、作业管理之进程调度

4.1、进程调度概述

进程调度指计算机通过决策决定哪个就绪线程可以获取CPU使用权（涉及到多道程序设计）。

4.1.1、进程调度有两个步骤：

保留旧进程的运行信息，请出旧进程（收拾包袱，离开CPU）；
选择新进程，准备运行环境并分配CPU（新进驻）；

4.1.2、进程调度的三种机制：

就绪队列的排队机制
选择运行进程的委派机制
新老进程的上下文切换机制

4.2、进程调度方式

如果在进行进程调度时，老的进程还没有执行完，怎么办？我们可以把进程调度的方法分为两大类：非抢占式的调度和抢占式的调度。

4.2.1、非抢占式的调度

处理器一旦分配给某个进程，就让该进程一直使用下去
调度程序不以任何原因抢占正在被使用的处理器
直到进程完成工作或因为IO阻塞才会让出处理器

4.2.2、抢占式的调度

允许调度程序以一定的策略暂停当前运行的进程
保存好旧进程的上下文信息，分配处理器给新进程

4.2.3、两种调度算法对比

4.3、进程调度算法

4.3.1、先来先服务调度算法

按照队列顺序进行调度。

4.3.2、短进程优先调度算法

调度程序优先选择就绪队列中估计运行时间最短的进程
短进程优先调度算法不利于长作业进程的执行

4.3.3、高优先权优先调度算法

进程附带优先权，调度程序优先选择权重高的进程
高优先权优先调度算法使得紧迫的任务可以优先处理
前面讲过，前台进程的优先级要高于后台进程，因为前台进程是与用户进行交互的，最好不要造成卡顿

4.3.4、时间片轮转调度算法

按先来先服务的原则排列就绪进程
每次从队列头部取出待执行进程，分配一个时间片执行
是相对公平的调度算法，但不能保证及时响应用户