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Linux：进程概念的引入和理解
前面对操作系统有了一个基础的认知，从中得出的最重要的一个思想是，在认识一个新事物前要先描述，再组织，有了这样的思想也可以用于学习进程的概念
进程的初步理解
有了前面的思想，那么如何来描述一个进程？进程的概念是什么呢？
在官方的解释中，将进程解释为运行起来的程序和在内存中的程序，严格意义来说这并不好理解，进程和程序很明显是不一样的，但是仅仅通过这样的概念是无法达到理解进程的程度，因此就需要进行其他方面的理解当程序在运行的时候，是从哪里开始的？这要由程序的存储位置决定，程序终究本质上是一个文件，既然是文件就必然是存储在了磁盘中，因此程序要运行起来就要从磁盘转移到内存，这个转移的过程就叫做加载，那么程序现在已经加载到内存中了，但是内存中只是一个一个单独的程序，如何将它们进行管理？因此就出现了前面提到的关键词—操作系统
操作系统是一个纯粹的管理类的软件，同时也是在电脑运行的时候第一个启动的软件，因此不管什么时候将磁盘中的文件加载到内存中，此时内存中早已有一个软件被提前启动了，这个软件就是操作系统，那么操作系统就有了一个作用：用来管理这些磁盘中的程序，当它们进来的时候已经是进程了，那操作系统是不是要管理这些进程？那如何管理？就要先描述再组织
如何描述进程？
在日常生活中，想要管理人，就要先对人进行描述，比如定义一个结构体，里面存储的是人的各种属性，比如说学号，姓名，住址，手机号等等…有了这些信息就能把人的数据进行管理，能管理人的数据就能对人进行组织进行具体的实质性的管理
那么对于进程来说也是这样，那如何描述进程？有很多描述的属性，比如说进程的
id，进程的代码地址，进程的数据地址，进程的状态，进程的优先级，进程的链接字段，能不能把进程像链表一样链接起来可以帮助我们快速的找到进程？因此肯定会有指针的概念存在，前面说的这些属性就共同组成了进程的概念，那这个结构体的名字叫什么？它有一个官方的名字叫做进程的pcb，而通过这些进程的pcb，操作系统就可以像人管理人一样将进程也进行管理，这样就将操作系统和进程结合在了一起进程的实质理解
那前面铺垫了很多，将进程和操作系统联系在了一起，那么说到头，进程到底是什么呢？
进程=可执行程序+内核数据结构(PCB)
由于我们的研究对象都是在
Linux环境下进行研究，那么重点是讲述在Linux下的进程概念，在Linux操作系统下，进程的PCB被叫做是task_struct，也就是说，在Linux下描述进程的结构体不叫PCB，叫做task_struct，这是Linux内核中的一种数据结构，它会被装载到内存中，并且当中会包含着进程的信息，用下图来简答说明这段概念
图片很清晰的表现了上面内容的具体意义，磁盘上的可执行程序被加载到了内存中，而内存中早已加载好了操作系统等待着管理进程，当程序进入内存后，操作系统就为每一个进程创建了独属于它的task_struct，这个结构体是用来描述这个进程的，当进来的每一个进程都有一个独属于它的结构体后，就可以利用这些结构体的数据对进程进行管理，在内部操作系统通常是使用链表的形式对进程进行管理，当有进程被杀死后就删除，有新的进程进来就插入，采用的是双向链表能够提高一些效率等等，因此上面对于进程的概念就很好理解了，进程就是可执行程序和内核的数据结构下面对进程的理解进行一些其他的解析：
进程的管理被建模成了数据结构
数据结构是被抽象出来的概念，那么在实际应用中其实数据结构存在的意义就在于此处，通过数据结构可以很方便的对于数据的管理，以上图展示的进程为例，操作系统作为管理类的软件要进行数据的管理，那管理数据的方式就是借助数据结构，借助双向链表的这种数据结构，就可以把对于进程的管理建模成为对于双向链表的增删查改，有了这样的思维管理和处理数据就显得简单了许多
进程的PCB可以存在于多个链表
进程的
PCB不一定一定是上图中画的这一条链表，从本质上来说链表中的这些节点只是链表中的一些数据而已，可以在很多条链表中同时存在这些数据进程不一定只能在链表中
上面提到了，数据结构可以用来管理数据，对于上图的描述来说，只是讲数据放在了链表中进行管理，但是实际上并不意味着只能在链表中进行数据的管理，还可以放在队列等其他数据结构中进行建模管理
小结
从这一个章节结束后，对于进程的理解就已经初步搭建起来了，但这都是理论上的停留，对于进程的实践可以更好的帮助理解进程
查看进程
在
Linux中，如果想要查看进程，可以在/proc系统文件夹中查看
可以使用ps和top来获取进程信息# 查看进程的信息 [test@VM-16-11-centos ~]$ ps aux USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND root 1 0.0 0.1 191148 3812 ? Ss Jul15 11:50 /usr/lib/systemd/systemd --switched-root --system --deserialize 22 root 2 0.0 0.0 0 0 ? S Jul15 0:02 [kthreadd] root 4 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:00 [kworker/0:0H] root 6 0.0 0.0 0 0 ? S Jul15 2:03 [ksoftirqd/0] root 7 0.0 0.0 0 0 ? S Jul15 0:26 [migration/0] root 8 0.0 0.0 0 0 ? S Jul15 0:00 [rcu_bh] root 9 0.0 0.0 0 0 ? S Jul15 21:54 [rcu_sched] root 10 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:00 [lru-add-drain] root 11 0.0 0.0 0 0 ? S Jul15 0:14 [watchdog/0] root 12 0.0 0.0 0 0 ? S Jul15 0:12 [watchdog/1] root 13 0.0 0.0 0 0 ? S Jul15 0:27 [migration/1] root 14 0.0 0.0 0 0 ? S Jul15 1:51 [ksoftirqd/1] root 16 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:00 [kworker/1:0H] root 18 0.0 0.0 0 0 ? S Jul15 0:00 [kdevtmpfs] root 19 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:00 [netns] root 20 0.0 0.0 0 0 ? S Jul15 0:01 [khungtaskd] root 21 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:00 [writeback] root 22 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:00 [kintegrityd] root 23 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:00 [bioset] root 24 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:00 [bioset] root 25 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:00 [bioset] root 26 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:00 [kblockd] root 27 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:00 [md] root 28 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:00 [edac-poller] root 29 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:00 [watchdogd] root 35 0.0 0.0 0 0 ? S Jul15 0:02 [kswapd0] root 36 0.0 0.0 0 0 ? SN Jul15 0:00 [ksmd] root 37 0.0 0.0 0 0 ? SN Jul15 0:07 [khugepaged] root 38 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:00 [crypto] root 46 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:00 [kthrotld] root 48 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:00 [kmpath_rdacd] root 49 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:00 [kaluad] root 51 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:00 [kpsmoused] root 52 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:00 [ipv6_addrconf] root 65 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:00 [deferwq] root 106 0.0 0.0 0 0 ? S Jul15 1:42 [kauditd] root 203 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:00 [iscsi_eh] root 253 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:00 [ata_sff] root 262 0.0 0.0 0 0 ? S Jul15 0:00 [scsi_eh_0] root 267 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:00 [scsi_tmf_0] root 268 0.0 0.0 0 0 ? S Jul15 0:00 [scsi_eh_1] root 269 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:00 [scsi_tmf_1] root 272 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:00 [ttm_swap] root 277 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:31 [kworker/0:1H] root 292 0.0 0.0 0 0 ? S Jul15 11:01 [jbd2/vda1-8] root 293 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:00 [ext4-rsv-conver] root 300 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:20 [kworker/1:1H] root 381 0.0 3.0 134284 62172 ? Ss Jul15 15:18 /usr/lib/systemd/systemd-journald root 404 0.0 0.0 116644 1088 ? Ss Jul15 0:00 /usr/sbin/lvmetad -f root 409 0.0 0.0 45388 1744 ? Ss Jul15 0:00 /usr/lib/systemd/systemd-udevd root 501 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:00 [nfit] root 515 0.0 0.0 55532 1064 ? S<sl Jul15 3:11 /sbin/auditd libstor+ 556 0.0 0.0 8580 796 ? Ss Jul15 0:13 /usr/bin/lsmd -d dbus 561 0.0 0.1 60312 2308 ? Ss Jul15 10:41 /usr/bin/dbus-daemon --system --address=systemd: --nofork --nopidfile --sys root 566 0.0 0.0 4388 520 ? Ss Jul15 0:00 /usr/sbin/acpid root 567 0.0 0.0 26384 1688 ? Ss Jul15 4:47 /usr/lib/systemd/systemd-logind polkitd 568 0.0 0.4 614324 9852 ? Ssl Jul15 3:20 /usr/lib/polkit-1/polkitd --no-debug root 612 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:00 [ib-comp-wq] root 613 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:00 [kworker/u5:0] root 614 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:00 [ib-comp-unb-wq] root 615 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:00 [ib_mcast] root 616 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:00 [ib_nl_sa_wq] root 621 0.0 0.0 0 0 ? S< Jul15 0:00 [mlx5_ib_sigerr_] root 1005 0.0 0.1 103004 2200 ? Ss Jul15 0:00 /sbin/dhclient -q -lf /var/lib/dhclient/dhclient--eth0.lease -pf /var/run/d root 1070 0.0 0.4 61488 10140 ? S<Ls Jul15 0:00 /sbin/iscsid -f root 1072 0.0 0.7 574288 16108 ? Ssl Jul15 7:35 /usr/bin/python2 -Es /usr/sbin/tuned -l -P root 1075 0.0 0.0 50096 956 ? Ssl Jul15 0:00 /usr/sbin/rshim root 1180 0.0 1.5 731540 31080 ? Ssl Jul15 8:42 /usr/sbin/rsyslogd -n root 1188 0.0 0.0 25908 952 ? Ss Jul15 0:00 /usr/sbin/atd -f root 1195 0.0 0.0 126424 1656 ? Ss Jul15 0:42 /usr/sbin/crond -n root 1205 0.0 0.0 110208 832 ttyS0 Ss+ Jul15 0:00 /sbin/agetty --keep-baud 115200,38400,9600 ttyS0 vt220 root 1206 0.0 0.0 110208 820 tty1 Ss+ Jul15 0:00 /sbin/agetty --noclear tty1 linux root 1318 0.0 0.1 91888 2220 ? Ss Jul15 0:16 /usr/libexec/postfix/master -w postfix 1328 0.0 0.1 92168 4052 ? S Jul15 0:03 qmgr -l -t unix -u root 1370 0.0 0.2 113000 4368 ? Ss Jul15 3:15 /usr/sbin/sshd -D root 1565 0.0 0.0 97492 1708 ? Sl Jul15 0:45 /usr/local/qcloud/stargate/bin/sgagent -d ntp 1800 0.0 0.1 32044 2076 ? Ss Jul15 0:07 /usr/sbin/ntpd -u ntp:ntp -g root 3243 0.0 0.0 0 0 ? S Sep21 0:00 [kworker/u4:0] root 4695 0.0 0.0 0 0 ? S 14:26 0:00 [kworker/1:0] root 5449 0.0 0.8 988576 17532 ? Sl Jul15 26:46 /usr/local/qcloud/YunJing/YDLive/YDLive root 14438 0.0 0.0 0 0 ? S Sep19 0:01 [kworker/u4:2] root 14808 0.8 2.5 989324 52008 ? Sl Sep11 135:03 /usr/local/qcloud/YunJing/YDEyes/YDService root 14911 0.0 0.3 1026504 7044 ? Sl Sep11 3:00 /bin/sh -c sleep 100 root 15264 0.0 0.3 29668 6356 ? Sl Aug30 4:58 /usr/local/qcloud/tat_agent/tat_agent root 20043 0.0 0.3 157820 7604 ? S Aug31 0:21 barad_agent root 20051 0.0 0.4 165176 9496 ? S Aug31 22:03 barad_agent root 20052 0.6 0.8 756260 16492 ? Sl Aug31 202:31 barad_agent test 20530 0.0 0.0 22244 1360 ? Ssl Sep12 0:00 /home/test/.VimForCpp/nvim test.s test 20543 0.0 0.2 20904 4192 ? Ssl Sep12 0:00 /home/test/.VimForCpp/vim/bundle/LanguageClient-neovim/bin/languageclient postfix 20942 0.0 0.2 91992 4108 ? S 15:34 0:00 pickup -l -t unix -u root 24271 0.0 0.0 0 0 ? S 15:48 0:00 [kworker/0:0] root 27220 0.0 0.0 0 0 ? S 16:00 0:00 [kworker/1:1] root 27911 0.0 0.0 0 0 ? R 16:03 0:00 [kworker/0:2] root 29238 0.0 0.2 156876 5400 ? Ss 16:08 0:00 sshd: test [priv] test 29240 0.0 0.1 156876 2360 ? D 16:08 0:00 sshd: test@pts/0 test 29241 0.0 0.1 116992 3468 pts/0 Ss 16:08 0:00 -bash root 29450 0.0 0.0 0 0 ? S 16:09 0:00 [kworker/0:1] root 29765 0.0 0.0 0 0 ? S 16:10 0:00 [kworker/1:2] test 30118 0.0 0.0 155452 1872 pts/0 R+ 16:11 0:00 ps aux- 1
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下面用实验证明进程的存在
首先创建
test.c文件#include#include int main() { while(1) { printf("正在打印进程\n"); sleep(1); } return 0; } - 1
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创建
Makefile文件cc=gcc src=test.c target=mybin $(target):$(src) gcc $^ -o $@ .PHONY:clean clean: rm -f $(target)- 1
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此时启动程序，启动的同时观察进程的变化情况
# 启动程序 [test@VM-16-11-centos test]$ ./mybin- 1
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# 观察进程中mybin的情况 [test@VM-16-11-centos test]$ ps aux |grep mybin test 16029 0.0 0.0 4216 352 pts/0 S+ 17:24 0:00 ./mybin test 16056 0.0 0.0 112816 980 pts/1 S+ 17:24 0:00 grep --color=auto mybin- 1
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从中看出，
mybin进程是确实存在的，并且其中还包含一个grep --color=auto mybin进程，因为调用grep管道指令也算一个进程 -
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