Linux中的进程管理（新手必看）

Linux 的内核中有许多与进程管理相关的部分，其中一些处理特定于 CPU 架构的事情（比如中断），而另一些则专注于程序的启动和调度。

在了解 Linux 细节之前，我们要注意，进程通常是基于可执行程序（或二进制文件）的面向用户的单元。另外，线程是进程上下文中的执行单元。你可能遇到过术语“多线程”，这意味着一个进程有许多并行执行，可能运行在不同的 CPU 上。

有了这个一般的观点，让我们看看 Linux 是如何做到的。

从最细粒度到最小单元，Linux 有以下内容：
1) 会话：包含一个或多个进程组，并表示带有可选 tty 附加的面向用户的高级单元。内核通过一个称为会话 ID（SID）的数字来标识会话。

2) 进程组：包含一个或多个进程，一个会话中最多有一个进程组作为前台进程组。内核通过一个称为进程组 ID（PGID）的数字来标识进程组。

3) 进程：对多个资源（地址空间、一个或多个线程、套接字等）进行分组的抽象，内核通过 /proc/self 为当前进程向你公开这些资源。内核通过一个叫作进程 ID（PID）的数字来标识一个进程。

4) 线程：由内核以进程的形式实现。也就是说，没有专门的数据结构来表示线程。相反，线程是与其他进程共享某些资源（如内存或信号处理程序）的进程。内核通过线程 ID（TID）和线程组 ID（TGID）来标识一个线程，共享的 TGID 值意味着一个多线程进程（在用户空间，还有内核线程，但这超出了本书讨论的范围）。

5) 任务：在内核中，有一个名为 task_struct 的数据结构，在 sched.h中定义，它构成了实现进程和线程的基础。该数据结构捕获与调度相关的信息、标识符（如 PID 和 TGID）、信号处理程序以及其他信息（例如与性能和安全性相关的信息）。

简而言之，前面提到的所有单元都派生或锚定在任务中，但是，任务不会在内核之外公开。

让我们来看看这些概念的实际应用：

$ ps -j
PID   PPID  SID  TTY      TIME CMD
6756  6756  6756 pts/0    00:00:00 bash ①
6790  6790  6756 pts/0    00:00:00 ps  ②

• ❶ bash shell 进程的 PID、PGID 和 SID 为 6756。从 ls -al /proc/6756/task/6756/ 中，我们可以收集任务级别的信息。
• ❷ ps 进程的 PID/PGID 6790 和 shell 的 SID相同。

我们在前面提到过，在 Linux 中，任务数据结构有一些与调度相关的信息。这意味着在任何给定的时间，进程都处于某种状态，如下图所示。


严格地说，进程状态稍微复杂一些。例如，Linux 区分了可中断睡眠和不可中断睡眠，还有僵尸态（在这种状态下，它失去了父进程）。不同的事件会导致状态转换，例如一个正在运行的进程在执行一些 I/O 操作（比如从文件中读取）时可能会转换到等待态，并且无法继续执行（离开 CPU）。