一、进程基础

1. 进程与程序的区别

        程序：是静态的代码和数据集合，不占用CPU和内存资源。

        进程：是程序的动态执行过程，会占用CPU、内存等系统资源，具有独立的地址空间。

2. 进程的标识与查看

ps 是查看进程的核心命令

ps -f ：显示进程的详细信息，包括：

        PID ：进程ID（唯一标识进程）

        UID ：进程所属用户ID

        PPID ：父进程ID

        C ：CPU占用率

        STIME ：进程启动时间

        TTY ：进程所属终端

        CMD ：启动进程的命令

ps -e ：显示系统中所有进程

ps -ef ：显示所有进程的完整格式信息

二、进程生命周期管理

1. 进程创建

 fork() 是Linux中创建子进程的核心系统调用

        返回值：父进程返回子进程的PID，子进程返回 0 ，出错返回 -1 （如内存不足、系统进程数上限）。

        地址空间：子进程复制父进程的地址空间（代码段、数据段、堆、栈等），但现代Linux采用写时拷贝，仅在子进程修改内存时，才实际复制对应的内存页，减少资源浪费。

2. 进程终止

        exit() （标准库函数）：先执行用户态资源清理（如刷新缓冲区），再通知内核终止进程。

        _exit() （系统调用）：直接通知内核终止进程，不执行用户态清理操作。

        适用场景：普通单进程程序优先用 exit() ；多进程（如父子进程）中子进程优先用 _exit() ，避免父进程资源被意外清理。

3. 进程等待

        wait() ：阻塞等待任意一个子进程终止。

        waitpid() ：可指定等待的子进程（通过PID），支持非阻塞轮询。

        作用：父进程通过 wait() 或 waitpid() 回收子进程资源，避免子进程成为“僵尸进程”（子进程终止后，父进程未回收其PCB，导致资源泄漏）。

三、进程管理

1. 进程前后台切换

        Ctrl+Z ：暂停前台进程，将其放入后台暂停态

        jobs ：查看后台进程列表

        fg %进程编号 ：将后台进程调至前台运行

        bg %进程编号 ：将后台暂停的进程恢复为后台运行

        nohup 命令 & ：启动进程并忽略挂起信号，确保进程在终端关闭后仍能后台运行

2. 进程终止与信号

        kill PID ：向进程发送终止信号（默认 SIGTERM ），进程可捕获信号并优雅退出

        kill -9 PID ：发送强制终止信号（ SIGKILL ），进程无法捕获，直接被终止

        killall 进程名 ：终止所有同名进程

四、进程替换

 exec 函数族用于替换当前进程的映像，让进程执行另一个程序

        特点：若 exec 调用成功，当前进程的代码段、数据段、堆、栈会被新程序替换，且进程PID保持不变；若调用失败，返回 -1 并设置 errno 。

        应用场景：实现“命令解释器”（如 Mybash ）——父进程读取用户命令，创建子进程后通过 exec 执行命令。

五、进程进阶

1. 命令行参数

C程序的 main 函数支持命令行参数，格式为：int main(int argc, char *argv[], char *envp[])

        argc ：命令行参数总个数

        argv ：字符串数组，存储每个参数的具体内容（ argv[0] 是程序名）

        envp ：字符串数组，存储系统环境变量（如 PATH 、 HOME ）

2. 进程地址空间

Linux为每个进程维护独立的虚拟地址空间（32位系统为4GB）

        内核空间（1GB）：运行内核代码，普通进程无权限访问。

        用户空间（3GB）：分为代码段、数据段、堆、栈等区域，进程仅能访问自己的用户空间。

3. 系统调用

进程通过系统调用（如 fork 、 exit 、 exec ）向内核请求服务。系统调用的执行流程：

        1. 进程触发软中断

        2. 内核捕获中断，切换到内核态

        3. 执行对应的内核函数，完成请求

        4. 切换回用户态，返回进程继续执行