linux下进程详解

在 Linux 系统中，进程是计算机执行程序的基本单位。理解进程的概念和管理方法对系统管理员和开发者都非常重要。下面是对 Linux 下进程的详细介绍：

1. 进程的基本概念
   进程：进程是程序在计算机上执行的一个实例。每个进程都有自己独立的内存空间和资源。

进程状态：一个进程可以处于以下几种状态之一：

运行（Running）：进程正在使用 CPU 执行指令。
就绪（Ready）：进程准备好执行，但等待 CPU 时间片。
等待（Waiting）：进程等待某个事件或资源（如 I/O 操作）完成。
终止（Terminated）：进程执行完成或被终止，进入了退出状态。
2. 进程相关概念
进程 ID (PID)：每个进程在系统中都有一个唯一的进程 ID，用于标识和管理进程。

父进程（Parent Process）：创建当前进程的进程称为父进程。

子进程（Child Process）：由当前进程创建的进程称为子进程。

僵尸进程（Zombie Process）：已经完成执行，但其父进程尚未读取其退出状态的进程。

孤儿进程（Orphan Process）：其父进程已经终止，但其子进程仍在运行的进程。孤儿进程会被 init 进程（进程 ID 为 1）接管。

3. 进程管理命令
   ps：

显示当前系统的进程列表。常用选项包括：
ps aux：显示所有用户的所有进程。
ps -ef：另一种显示所有进程的方式。
top：

实时显示系统中各个进程的资源使用情况，包括 CPU 和内存占用。
htop：

top 命令的增强版，提供图形化的界面，支持更丰富的交互操作。
pstree：

显示进程树，显示进程之间的层级关系。
kill：

发送信号给进程。常用来终止进程：
kill PID：发送 SIGTERM 信号，要求进程正常终止。
kill -9 PID：发送 SIGKILL 信号，强制终止进程。
killall：

通过进程名称发送信号。常用来终止同名的所有进程：
killall processname：发送 SIGTERM 信号给所有名为 processname 的进程。
killall -9 processname：发送 SIGKILL 信号。
pkill：

根据进程名称或其他属性发送信号：
pkill processname：发送 SIGTERM 信号给所有匹配 processname 的进程。
pkill -9 processname：发送 SIGKILL 信号。
4. 进程的创建和终止
进程创建：

fork()：系统调用，用于创建一个新进程（子进程）。子进程是父进程的副本。
exec()：用于替换当前进程的映像。通常与 fork() 一起使用，fork() 创建子进程，exec() 执行新程序。
clone()：用于创建一个新进程或线程，提供更细粒度的控制，通常用于实现线程库。
进程终止：

exit()：进程调用 exit() 函数终止自己。
abort()：进程调用 abort() 函数异常终止。
信号：父进程可以通过发送信号来终止子进程。
5. 进程优先级
优先级：
进程的优先级影响其调度顺序。高优先级的进程会优先获得 CPU 时间。
nice：启动进程时设置其优先级。范围从 -20（高优先级）到 19（低优先级）。
renice：修改运行中进程的优先级。
6. 进程间通信（IPC）
管道（Pipes）：用于在进程之间传递数据。

无名管道：用于父子进程或兄弟进程之间的通信。
有名管道（FIFO）：可以用于无关进程之间的通信。
消息队列：用于在进程之间交换消息。

共享内存：多个进程可以访问同一块内存区域，以实现高速数据交换。

信号量：用于进程间的同步和互斥。

套接字（Sockets）：支持网络通信，也可用于本地进程间通信。

7. 进程调度
   调度算法：
   轮转调度（Round-Robin）：将 CPU 时间片轮流分配给所有进程。
   优先级调度：根据进程的优先级进行调度。
   多级反馈队列：结合多种调度策略以提高系统效率。