【Linux】 进程是什么

0. 什么是进程，为什么要有进程？

1.操作系统为了更好的管理我们的软硬件，抽象出了许多概念，其中比较有代表的就是进程了。通俗的来说操作系统为了更好的管理加载到内存的程序，故引入进程的概念。

2.在操作系统学科中用PCB（process control block）描述进程。PCB是宏观的概念，不同的操作系统具体实现不同。例如Linux中的PCB叫做task_struct。

3.task_struct是Linux内核的一种数据结构，它会被装载到RAM(内存)里并且包含着进程的信息。

1. 简介Linux下的task_struct

我们可以在内核源代码里找到它（以Linux kernel2.6.0为例在其\include\linux\sched.h文件下）。所有运行在系统里的进程都以task_struct链表的形式存在内核里。下面我将解释task_struct的部分字段。

1.1进程标示符: 描述本进程的唯一标示符，用来区别其他进程。

1.2.进程状态

位于linux-2.6.0\fs\proc\array.c

进程状态是一个庞大的概念我将在下面单独来谈2.Linux 下的进程状态 

1.3.优先级

要谈优先级就要先引入一些概念：

竞争性: 系统进程数目众多，而CPU资源只有少量，甚至1个，所以进程之间是具有竞争属性的。为了高效完成任务，更合理竞争相关资源，便具有了优先级
独立性: 多进程运行，需要独享各种资源，多进程运行期间互不干扰
并行: 多个进程在多个CPU下分别，同时进行运行，这称之为并行
并发: 多个进程在一个CPU下采用进程切换的方式，在一段时间之内，让多个进程都得以推进，称之为并发。

---

cpu资源分配的先后顺序，就是指进程的优先权（priority）。
优先权高的进程有优先执行权利。配置进程优先权对多任务环境的linux很有用，可以改善系统性能。
还可以把进程运行到指定的CPU上，这样一来，把不重要的进程安排到某个CPU，可以大大改善系统整体性能。

用ps -l可以查看到进程的优先级

PRI ：代表这个进程可被执行的优先级，其值越小越早被执行
NI ：代表这个进程的nice值
PRI也还是比较好理解的，即进程的优先级，或者通俗点说就是程序被CPU执行的先后顺序，此值越小进程的优先级别越高
那NI呢?就是我们所要说的nice值了，其表示进程可被执行的优先级的修正数值
PRI值越小越快被执行，那么加入nice值后，将会使得PRI变为： PRI(new)=PRI(old)+nice
这样，当nice值为负值的时候，那么该程序将会优先级值将变小，即其优先级会变高，则其越快被执行所以，调整进程优先级，在Linux下，就是调整进程nice值
nice其取值范围是-20至19，一共40个级别。

1.4. 程序计数器: 程序中即将被执行的下一条指令的地址。

1.5. 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。

1.6上下文数据：进程执行时处理器的寄存器中的数据

简单来说：我们大部分电脑只有一个cpu所以进程之间是并发执行的，每个进程执行一小会儿，为了方便下次继续执行上次的执行位置故保存执行的上下文数据。

1.7. I／ O状态信息: 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。

2.Linux 下的进程状态 

2.1 R 可执行状态

R运行状态（running） : 并不意味着进程一定在运行中，它表明进程要么是在运行中要么在运行队列里。

在Linux的task_struct中有不同的队列用于排队获取不同的资源例如IO资源等。

在队列中(q)通过(task_struct*)(&q-&((task_struct*)0->q)),队列位置减偏移量获取task_struct地址。

2.2 S 睡眠状态 （sleeping）

意味着进程在等待事件(等待资源之类的)完成（这里的睡眠有时候也叫做可中断睡眠（interruptible sleep））。

2.3 D磁盘休眠状态（Disk sleep）
 

有时候也叫不可中断睡眠状态（uninterruptible sleep），在这个状态的进程通常会等待IO的结束。

2.4 T 暂停状态

向进程发送SIGSTOP信号，该进程会响应该信号进入暂停状态，
向该进程发送SIGCONT信号，该进程会从暂停状态恢复到可执行状态。

如果当前进程做了什么危险的事情，操作系统可能会发信号暂停该进程。

2.5 X 死亡状态 & Z 僵尸状态

X死亡状态（dead）：这个状态只是一个返回状态，你不会在任务列表里看到这个状态。
Z 僵尸状态（zombie）：当进程死亡时如果该进程的父进程没有回收其资源该进程就会变成僵尸进程。

僵尸进程的危害：

(1)进程的退出状态必须被维持下去，因为他要告诉关心它的进程（父进程），你交给我的任务，我办的怎么样了。可父进程如果一直不读取，那子进程就一直处于Z状态？是的！
(2)维护退出状态本身就是要用数据维护，也属于进程基本信息，所以保存在task_struct(PCB)中，换句话说， Z状态一直不退出， PCB一直都要维护？是的！
(3)那一个父进程创建了很多子进程，就是不回收，是不是就会造成内存资源的浪费？是的！因为数据结构对象本身就要占用内存，想想C中定义一个结构体变量（对象），是要在内存的某个位置进行开辟空间！
内存泄漏?是的！

2.6 孤儿进程

父进程如果提前退出，那么子进程后退出，进入Z之后，那该如何处理呢？
父进程先退出，子进程就称之为“孤儿进程”
孤儿进程被1号init进程领养，当然要由init进程回收喽。

原文地址：https://blog.csdn.net/m0_74358683/article/details/144120781

免责声明：本站文章内容转载自网络资源，如本站内容侵犯了原著者的合法权益，可联系本站删除。更多内容请关注自学内容网（zxcms.com）！