【Linux】进程概念

进程：运行中的程序，当一个程序运行起来，程序从磁盘中被加载到内存里，CPU 要调度这个程序运行，操作系统为了更好的管理这个运行中的程序，因此使用 pcb 描述符 进行描述，并管理这个运行中的程序，因此站在操作系统的角度，进程就是 pcb。在 Linux 下 pcb 的具体对象是一个结构体：task_struct

2. 进程描述符---PCB：

在 Linux 中描述进程的结构体就是 task_struct，它是 pcb 的一种特殊结构
task_struct Linux 内核的一种 数据结构 ，它会被装载到 RAM (内存) 里，并且它还包含着进程的信息

3. task_struct 中包含的进程信息：

身份标识符 (进程 id，pid) ：描述进程的唯一标识符，用于区别其他进程。
内存指针：包括程序代码和进程相关数据的指针，还有和其他进程共享的内存块的指针。它的作用是找到进程对应的代码和代码依赖的数据的位置。
辅助进程调度的信息：

a) 优先级：相对于其他进程的优先级，它决定了进程被调度到 CPU 上执行的先后顺序。

b) 上下文( CPU 中的各种存储器)：保存了该进程上次在 CPU 内部执行的“现场”，即进程执行时处理器的寄存器中的数据

c) 记账信息：统计了一个进程何时应该让出 CPU，也就是说它决定着进程什么时间需要占用 CPU，什么时间需要放弃 CPU，可能包括处理器时间总和，使用的时钟总数，时间限制，记账号等。

d) 进程的状态：记录的当前进程所处的状态。

4. IO 状态信息(文件描述符表)：包括显示的 I/O 请求，分配给进程的 I/O 设备和被进程使用的文件列表。

5. 信号相关信息

4. Linux 如何组织进程？

通过双向链表的形式对进程进行组织。所有运行在系统中的进程都以 task_struct 链表的形式存在内核里。

5. 查看进程

(1) 通过 ps 命令查看进程：

ps aux     // 查看操作系统上的所有进程

ps aux | grep 进程名      // 查看指定进程

ps -ef     // 查看系统的所有进程，但是没有 ps aux 显示的信息全面

ps -ef | wc -l           //  统计系统中正在运行的进程个数

ps -ef | grep 进程名      // 查看指定进程

(2) 通过系统调用获取进程 id

父进程 id （PID）
子进程 id （PPID）

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>

int main()
{
    printf("pid：%d\n", getpid());
    printf("ppid：%d\n", getppid());
    return 0;
}

6. 创建进程

（1）创建一个进程就相当于创建一个 pcb

（2）操作系统启动创建的第一个进程是 init 进程，后续操作系统上所有的进程都是由 init 进程直接或间接的创建出来的。用大白话讲：init 可以理解为其他进程的 “ 老祖宗 ”，并且 init 进程的进程id pid = 1

（3）通过系统调用创建进程---fork

fork 是通过复制调用进程来创建子进程的。其中复制的是父进程的 pcb，因此代码共享，数据独有。
父进程创建子进程的过程：以父进程为模板，把父进程的 pcb 复制过来，然后稍加修改 ( pid / ppid )，内存指针基本相同，上下文(EIP)也是相同的，父子进程执行同一份代码，由于 EIP 也是相同的，所以 fork 执行完毕之后，父进程和子进程都要从 fork 之后的位置继续执行，直到程序结束。
fork 返回值的含义： 1. 父进程返回的是子进程的 pid； 2. 子进程返回的是 0； 3. fork 执行失败返回 -1；
fork 执行失败的原因 &nb

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