Linux进程

进程介绍

1. 进程的基本概念

• 定义：进程是程序的一次执行过程，拥有独立的地址空间、资源（如内存、文件描述符）和唯一的进程 ID（PID）。

• 组成：

  • 代码段：程序的指令。

  • 数据段：全局变量和静态变量。

  • 堆栈段：局部变量和函数调用信息。

  • 进程控制块（PCB）：内核数据结构（如 task_struct），存储进程状态、PID、优先级等信息。

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2. 进程的生命周期

Linux 进程通常有以下状态（可通过 ps 命令查看）：

• R (Running)：正在运行或可运行（就绪）。

• S (Sleeping)：可中断的睡眠（等待事件，如 I/O）。

• D (Uninterruptible Sleep)：不可中断的睡眠（通常等待硬件操作）。

• T (Stopped)：被信号（如 SIGSTOP）暂停。

• Z (Zombie)：已终止但父进程未回收资源。

• X (Dead)：完全终止（不可见）。

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3. 进程相关命令

查看进程

• ps：查看当前进程快照。

  bash

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  ps aux       # 查看所有进程详细信息
  ps -ef       # 查看完整格式的进程列表

• top/htop：动态查看进程资源占用（CPU、内存等）。

• pstree：以树形结构显示进程关系。

管理进程

• kill：发送信号终止或控制进程。

  bash

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  kill -9 PID   # 强制终止进程（SIGKILL）
  kill -15 PID  # 优雅终止（SIGTERM）

• nice/renice：调整进程优先级（Nice 值范围：-20 到 19，值越低优先级越高）。

• bg/fg：控制进程后台/前台运行。

查找进程

• pgrep：根据名称查找 PID。

  bash

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  pgrep nginx

• pidof：获取正在运行的程序的 PID。

  bash

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  pidof sshd

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4. 进程间通信（IPC）

Linux 进程可以通过以下方式通信：

• 信号（Signals）：如 SIGINT（Ctrl+C）、SIGKILL。

• 管道（Pipe）：匿名管道（|）或命名管道（mkfifo）。

• 共享内存：高效的数据共享。

• 消息队列：存储在内核中的消息链表。

• 套接字（Socket）：跨网络通信。

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5. 前台与后台进程

• 前台进程：占用终端，接收输入（如直接运行 vim）。

• 后台进程：不占用终端，以 & 启动：

  bash

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  sleep 60 &

• 切换状态：

  • Ctrl + Z：暂停进程并转入后台。

  • jobs：查看后台作业。

  • fg %n：将后台作业 n 切换到前台。

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6. 守护进程（Daemon）

• 长期运行的后台服务进程（如 sshd、nginx）。

• 特点：

  • 脱离终端（由 init 或 systemd 管理）。

  • 通常以 root 权限运行。

• 创建方式：通过 fork() 两次并脱离控制终端。

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7. 僵尸进程与孤儿进程

• 僵尸进程：子进程终止后，父进程未调用 wait() 回收其资源。解决：

  bash

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  kill -HUP PPID   # 重启父进程

• 孤儿进程：父进程先终止，子进程由 init（PID 1）接管。

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8. 系统调用与进程管理

Linux 提供以下关键系统调用：

• fork()：创建子进程。

• exec()：替换当前进程映像。

• wait()：父进程等待子进程终止。

main函数定义：

多进程代码示例

system创建子进程

fork ——system底层

execve进程跳转