Linux 【进程】

什么是进程

Linux中的进程是指正在运行的程序实例。每个进程都是操作系统内部管理的独立实体，具有自己的地址空间、代码、数据和打开的文件等资源。进程是并发执行的基本单位，可以同时运行多个进程。

Linux中的进程通过创建父子关系形成一个进程树。当一个进程创建子进程时，父进程可以通过进程标识符（PID）来唯一标识子进程。进程可以通过系统调用获取其父进程的PID以及子进程的PID。

每个进程都有自己的状态，包括运行状态、就绪状态和阻塞状态。运行状态表示进程当前正在执行，就绪状态表示进程已经准备好执行，但还未获得CPU资源，阻塞状态表示进程因为某种原因无法继续执行，例如等待I/O操作完成。

进程之间可以通过进程间通信（IPC）机制进行相互通信和数据交换。常见的IPC机制包括管道、信号、共享内存和消息队列等。

进程的生命周期包括创建、运行、挂起、终止等阶段。进程的创建是通过fork()系统调用创建子进程，子进程获得与父进程相同的代码和数据空间。进程可以被挂起或终止，挂起时进程的状态被保存，可以在之后恢复执行。

进程的管理和调度是操作系统的重要功能之一，操作系统通过调度算法为每个进程分配CPU时间片，以实现多任务并发执行。

简单来说，进程就是把程序加载到内存中

有一个简单的公式：

进程=进程对应的PCB结构体+对应的代码跟数据

PCB结构体，process control block（进程控制块），计算机如何描述、管理进程，首先先用结构体把关键信息标识出，再用对应的数据结构进行组织管理！PCB包含了进程的所有属性，同时也是一种笼统叫法，在linux中更具体地名字是task_struct(这是一个C语言写的结构体)

task_struct

task_struct 是 Linux 内核中用于表示一个进程的结构体类型。它包含了一个进程的所有信息，包括进程的状态、调度参数、内存管理信息、文件描述符、进程的父子关系等。

task_struct 结构体在内核中定义为一个非常庞大的数据结构，其中包含了大量的字段。一些常见的字段包括：

pid：进程的唯一标识符，即进程 ID。
state：进程的状态，如运行、就绪、睡眠等。
mm：进程的内存管理结构体，包含了进程的地址空间信息。
files：进程的文件描述符表，存储了进程打开的文件信息。
parent：指向父进程的指针。
children：指向子进程链表的指针。
sched：调度信息，包括进程的调度策略、优先级等。

除了这些常见的字段，task_struct 还有许多其他的字段，用于存储与进程相关的各种信息。

在 Linux 内核中，可以通过访问进程的 task_struct 结构体来获取和修改进程的状态和属性。例如，可以使用 current 宏来获取当前进程的 task_struct 结构体，然后可以通过访问结构体中的字段来获取进程的各种信息。

linux可以通过ps查看进程，ps axj查看所有进程

fork

头文件#unistd.h

pid_t fork（）函数，需要引用头文件unistd.h

首先记住，该函数给子进程反回0，给父进程反回子进程的pid。

fork之后会产生一个子进程，原本的进程也就变成了父进程，fork之后代码是父子共享的，并且也是同时进行的，所以一般会用if else来控制父进程执行什么，子进程执行什么。这也是fork的目的

fork还是非常有用的，后续会有程序替换，当你在xshell敲下各种命令的时候，本质就是shell不断fork子进程来执行你的命令。

进程状态

在 Linux 操作系统中，进程状态用于描述进程当前的执行状态。常见的进程状态有以下几种：

运行（Running）：表示进程正在执行中。
就绪（Ready）：表示进程已经准备好执行，但是还在等待 CPU 的分配。
睡眠（Sleeping）：表示进程因为某种原因暂时停止执行，例如等待某个事件的发生或者等待某个资源的释放。
停止（Stopped）：表示进程被暂停执行，可以通过调试工具或者系统信号来实现。
僵尸（Zombie）：表示一个已经结束执行的进程，但是其父进程还没有回收其资源。
僵尸新生（Zombie Newborn）：这是一个特殊的僵尸状态，表示一个刚结束执行的进程，但是其父进程尚未处理。

这些状态在进程的生命周期中不断变化。进程从就绪状态转换为运行状态，然后根据条件转换为睡眠状态或停止状态。当进程的执行结束时，会变成僵尸状态，在父进程回收其资源后才会彻底消失。

在 Linux 中，可以使用工具如 ps、top、htop 来查看系统中的进程状态。此外，开发者也可以使用系统调用如 fork、exec、wait、exit 等来创建、控制和管理进程状态。

孤儿进程&&僵尸进程

孤儿进程：简单来说就是子进程还在运行，但是父进程已经退出了。还有一个特殊的名字，守护进程、精灵进程，这两个名字说的是一个意思，就是一个特殊的孤儿进程。孤儿进程在父进程结束后会被init 1号进程托管，往往不会造成资源浪费（内存泄漏）

简单模拟一个孤儿进程

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int main()
{
    pid_t ret = fork();
    if (ret == 0)
    {//child process
        while (1)
        {
            printf("hello world\n");
            sleep(1);
        }
    }
    else //preant
    {
        printf("I am father\n");
    }
    return 0;
}

僵尸进程：简单来说就是子进程退出了，但是因为某种原因父进程迟迟没有得到退出码，不能很好的释放子进程的资源，这样会造成资源泄漏（内存泄漏），所以为了避免产生僵尸进程一般会用wait、waitpid等待子进程结束。