最近在学Linux多任务，核心就两种实现方式：多进程和多线程。先把进程这块理清楚。

 

一、进程是什么

 

进程就是正在执行的程序，要吃内存和CPU。跟程序的区别挺关键的：

 

- 程序存在硬盘上，是静态的指令集合；进程存在内存里，运行时要CPU参与

- 进程有生命周期，从启动到消亡，是动态的

- 一个程序跑起来可以产生多个进程，一个进程里也能执行多个程序

 

启动一个进程很简单， ./a.out  就行。创建时操作系统会给它分配0-4G的虚拟内存空间，进程是系统资源分配的最小单位。

 

二、进程调度

 

CPU调度进程是宏观并行、微观串行，这叫并发。真正的并行是多个任务同时执行，那得多核CPU才行。

 

常见的调度算法有四种：时间片轮询、先来先服务、高优先级优先、短作业优先。

 

三、Linux进程的七种状态

 

这块面试经常问，列一下：

 

状态 标识 说明 

运行态 R 正在被CPU调度执行 

就绪态 R 万事俱备只缺CPU 

可唤醒等待态 S 睡眠态，阻塞等资源 

不可唤醒等待态 D 不希望被调度打断的任务 

暂停态 T 被暂停执行 

僵尸态 Z 进程结束了但资源没回收 

结束态 X 进程结束，资源已回收 

 

四、进程相关命令

 

平时排查问题常用的几个：

 

-  ps -aux ：查看所有进程的PID、状态、CPU和内存占用，配合  grep  过滤很方便

-  ps -ef ：能看到PPID（父进程ID）

-  top ：动态查看进程状态和资源占用

-  pstree ：看进程间的创建关系，像族谱一样

-  kill -9 PID ：强制结束进程， kill -l  可以查看所有信号

-  fg ：把后台进程调到前台， jobs  查看后台进程编号

 

五、进程创建：fork()

 

这是重点。 fork()  创建子进程，操作系统会把父进程0-3G的用户空间完整拷贝一份给子进程，内核空间只拷贝PCB块。PID、PPID、程序执行位置这些不拷贝。

 

要注意：

 

- 所有进程共用3G-4G的内核空间

- 但各自0-3G的用户空间互相独立，不能直接通信

- 进程间通信得靠内核空间，也就是IPC机制

 

函数原型：

 

#include <unistd.h>

pid_t fork(void);

 

返回值有点绕，需要区分：

 

- 父进程里返回子进程的PID（大于0）

- 子进程里返回0

- 失败返回-1

 

配合  getpid()  拿自己的PID， getppid()  拿父进程的PID。

 

写个最简单的例子：

 

#include <stdio.h>

#include <unistd.h>

 

int main()

{

    pid_t pid = fork();

    if (pid < 0) {

        perror("fork failed");

        return -1;

    } else if (pid == 0) {

        printf("子进程: PID=%d, 父进程PID=%d\n", getpid(), getppid());

    } else {

        printf("父进程: PID=%d, 子进程PID=%d\n", getpid(), pid);

    }

    return 0;

}

 

六、进程退出

 

退出方式有四种：执行完自然退出、main函数return、调用 exit() 、被信号干掉（比如kill -9）。

 

#include <stdlib.h>

void exit(int status);

 

status为0表示正常退出，非0表示异常退出。另外还有  _exit()  和  _Exit() ，区别在于exit会刷新缓冲区、做清理工作，而_exit直接进入内核。

 

七、僵尸进程和孤儿进程

 

这俩概念容易搞混：

 

- 僵尸进程：进程已经退出了，但父进程没回收它的资源。状态是Z。避免方法：父进程用 wait() 或 waitpid() 回收，或者让它变成孤儿进程由系统回收。

- 孤儿进程：父进程先结束了，子进程就成了孤儿，会被系统进程收养，结束后由系统回收。守护进程就是典型的孤儿进程。