进程概述（进程一）

进程：计算机中资源分配的最小单元。 进程可以是从命令行执行的一个命令（短期），也可以是一种网络服务（长期）。 对进程及其调度进行管理显得十分重要。 单CPU的计算机在一个时间片内只能执行一条指令。 进程调度（PRocess Scheduling）： 首先为每一个进程指派一定的运行时间，这个时间通常非常短，短到以毫秒为单位，然后依照某种规则，从众多进程中挑选一个投入运行，其他进程暂时等待，当正在运行的那个进程时间耗尽，或执行完毕退出，或因某种原因暂停，linux就会重新进行调度，挑选下一个进程投入运行。因为每个进程占用的时间片都很短，从使用者角度来看，就好像多个进程同时运行一样。 在Linux中，每个进程在创建时都会被分配一个数据结构，称为程序控制块（PCB）。 PCB中最重要的是进程ID（PID），PID也被称为进程标识符，是一个自然数，在Linux操作系统中唯一地标志一个进程。

进程分类： 1、 交互进程； 2、 批处理进程； 3、 守护进程； 守护进程总是活跃的，一般在后台运行，守护进程有系统在开机时通过脚本自动激活启动或超级用户root来启动。 由于守护进程是一直运行着的，所以它所处的状态是等待请求处理任务。

进程的属性： 1、 进程ID（PID）：是唯一的数值，来区分进程； 2、 父进程和父进程的ID（PPID）； 3、 启动进程的用户ID（UID）和所归属的组（GID）； 4、 进程状态：运行R、休眠S、僵尸Z； 5、 进程执行的优先级； 6、 进程所连接的终端名； 7、 进程资源占用，如占用资源大小（内存、CPU占用量）。

父进程和子进程： 父进程和子进程的关系是管理和被管理的关系，当父进程终止时，子进程也随之终止；但子进程终止，父进程并不一定终止。 在进程管理中，当我们发现占用资源过多，或无法控制进程时，应该杀死它，以保证系统的稳定安全运行。

Linux进程的三态 一般情况下，一个运行进程必须具有以下三种状态： 1、 就绪状态：当进程已分配到除了CPU以外所有必要的资源，只要获得处理器便可立即执行，这时的进程状态称为就绪状态； 2、 执行状态：当进程已获得处理器，其程序正在处理器上执行，此时的进程状态成为执行状态； 3、 等待状态（阻塞）：正在执行的进程，由于等待某个事件 三种状态之间的转换： 一个进程在运行期间，会不断地从一种状态转换到另一种状态，它可以多次处于就绪状态和执行状态，也可以多次处于阻塞状态。 1、 就绪  执行 ：处于就绪状态的进程，当进程调度程序为之分配了处理器之后，该进程便由就绪状态转变为执行状态； 2、 执行  就绪 ：处于执行状态的进程在其执行过程中，因分配给它的一个时间已用完而不得不让出处理器，于是进程从执行状态转变成就绪状态； 3、 执行  阻塞 ：正在执行的进程因等待某种事件发生而无法继续执行，便从执行状态变成阻塞状态； 4、 阻塞  就绪 ：处于阻塞状态的进程，若其等待的事件已经发生，于是进程由阻塞状态转变为就绪状态。

Linux进程调度 任何时刻只能有一个进程或者线程处于执行状态，因此OS需要决定哪个进程执行，哪些进程等待，这就是进程的调度。 程序使用CPU的三种模式： IO密集型、计算密集型、平衡型 IO密集型：响应时间非常重要； 计算密集型：CPU周转时间比较重要； 平衡型：响应和周转时间的平衡是最重要的。

调度算法：

在使用fork()创建一个进程时，子进程只是完全复制父进程的资源，复制出来的子进程有自己的task_struct结构和PID，但却复制了父进程其他所有的资源。这样得到的子进程独立于父进程，具有良好的并发性，但是两者之间的通信需要专门的通信机制。 通过fork()创建的子进程，需要将上面描述的每一种资源都复制一个副本。这样看来，fork是一个开销非常大的系统调用，然而这些开销并不是在所有情况下都是必须的。 fork()调用执行一次返回两个值，对于父进程，fork()返回子进程的进程号，而对于子进程fork()返回0，这就是一个函数返回两次的本质。 在fork()之后，子进程和父进程都会继续执行fork()调用之后的命令。子进程是父进程的副本，它将获得父进程的数据空间、堆和栈的副本，这些都是副本，父进程和子进程不共享这部分内存。也就是说，子进程对父进程中的同名变量修改不会影响它在父进程中的值。但是子进程和父进程又共享一些东西，简单地说就是程序的正文段。正文段存放着由CPU执行的机器指令，通常是read-only类型的。

vfork()会产生一个新的子进程，其子进程会复制父进程的数据与堆栈空间，并继承父进程的用户代码、组代码、环境变量、已打开的文件代码、工作目录和资源限制等。

注意：vfork()创建的子进程必须调用exit()来结束，否则子进程将不可能结束。

启动进程：exec族 int execl(const char *path , const char *arg , ……); int execlp(const char *file , const char *arg , …….); int execle(const char *path , const char *arg , …… , char *const envp[]); int execv(const char *path , char *const argv[]); int execvp(const char *file , char *const argv[]); int execve(const char *path , char *const argv[] , char *const envp[]); 以上函数只有execve是真正的系统调用，其他都是在此基础上经过包装的库函数。

exec函数族的作用是根据指定的文件名找到可执行的文件，并用它来取代调用进程的内容。换句话说，也就是在调用进程内部执行一个可执行文件。这里的可执行文件既可以是二进制文件，也可以是任何Linux下可执行的脚本文件。 与一般情况不同，exec函数族的函数执行成功后不会返回，因为调用进程的实体，包括代码段、数据段和堆栈等都已经被新的内容所取代，只有进程ID等一些表面的信息任然保持原样。只有调用失败了，它们才会返回-1，从源程序的调用点接着往下执行。

system用于执行shell命令。 system()会调用fork()产生子进程，由子进程来调用/bin/sh-c string来执行参数string字符串所代表的命令，此命令执行完后随即返回原调用的进程。在调用system()期间SIGCHLD信号会被暂时搁置，SIGINT和SIGQUIT信号则会被忽略。