Linux 進程概念
概念的理解
首先程序與進程是什么酪穿？程序與進程又有什么區(qū)別嫌蚤？
程序（procedure）：不太精確地說摊灭，程序就是執(zhí)行一系列有邏輯、有順序結構的指令，幫我們達成某個結果辟拷。就如我們?nèi)ゲ宛^撞羽，給服務員說我要牛肉蓋澆飯，她執(zhí)行了做牛肉蓋澆飯這么一個程序衫冻，最后我們得到了這么一盤牛肉蓋澆飯诀紊。它需要去執(zhí)行，不然它就像一本武功秘籍隅俘，放在那里等人翻看邻奠。
進程（process）：進程是程序在一個數(shù)據(jù)集合上的一次執(zhí)行過程，在早期的 UNIX为居、Linux 2.4 及更早的版本中碌宴，它是系統(tǒng)進行資源分配和調(diào)度的獨立基本單位。同上一個例子蒙畴，就如我們?nèi)チ瞬宛^唧喉，給服務員說我要牛肉蓋澆飯，她執(zhí)行了做牛肉蓋澆飯這么一個程序忍抽，而里面做飯的是一個進程八孝，做牛肉湯汁的是一個進程，把牛肉湯汁與飯混合在一起的是一個進程鸠项，把飯端上桌的是一個進程干跛。它就像是我們在看武功秘籍這么一個過程，然后一個篇章一個篇章地去練祟绊。
簡單來說楼入，程序是為了完成某種任務而設計的軟件，比如 vim 是程序牧抽。什么是進程呢嘉熊？進程就是運行中的程序。
程序只是一些列指令的集合扬舒，是一個靜止的實體阐肤，而進程不同，進程有以下的特性：
動態(tài)性：進程的實質(zhì)是一次程序執(zhí)行的過程讲坎，有創(chuàng)建孕惜、撤銷等狀態(tài)的變化。而程序是一個靜態(tài)的實體晨炕。
并發(fā)性：進程可以做到在一個時間段內(nèi)衫画，有多個程序在運行中。程序只是靜態(tài)的實體瓮栗，所以不存在并發(fā)性削罩。
獨立性：進程可以獨立分配資源瞄勾，獨立接受調(diào)度，獨立地運行弥激。
異步性：進程以不可預知的速度向前推進丰榴。
結構性：進程擁有代碼段、數(shù)據(jù)段秆撮、PCB（進程控制塊，進程存在的唯一標志）换况。也正是因為有結構性职辨，進程才可以做到獨立地運行。
并發(fā)：在一個時間段內(nèi)戈二，宏觀來看有多個程序都在活動舒裤，有條不紊的執(zhí)行（每一瞬間只有一個在執(zhí)行，只是在一段時間有多個程序都執(zhí)行過）
并行：在每一個瞬間觉吭，都有多個程序都在同時執(zhí)行腾供，這個必須有多個 CPU 才行
引入進程是因為傳統(tǒng)意義上的程序已經(jīng)不足以描述 OS 中各種活動之間的動態(tài)性、并發(fā)性鲜滩、獨立性還有相互制約性伴鳖。程序就像一個公司，只是一些證書徙硅，文件的堆積（靜態(tài)實體）榜聂。而當公司運作起來就有各個部門的區(qū)分，財務部嗓蘑，技術部须肆，銷售部等等，就像各個進程桩皿，各個部門之間可以獨立運作豌汇，也可以有交互（獨立性、并發(fā)性）泄隔。
而隨著程序的發(fā)展越做越大拒贱，又會繼續(xù)細分，從而引入了線程的概念佛嬉，當代多數(shù)操作系統(tǒng)柜思、Linux 2.6 及更新的版本中，進程本身不是基本運行單位巷燥，而是線程的容器赡盘。就像上述所說的，每個部門又會細分為各個工作小組（線程）缰揪，而工作小組需要的資源需要向上級（進程）申請陨享。
線程（thread）是操作系統(tǒng)能夠進行運算調(diào)度的最小單位葱淳。它被包含在進程之中，是進程中的實際運作單位抛姑。一條線程指的是進程中一個單一順序的控制流赞厕，一個進程中可以并發(fā)多個線程，每條線程并行執(zhí)行不同的任務定硝。因為線程中幾乎不包含系統(tǒng)資源皿桑，所以執(zhí)行更快、更有效率蔬啡。
簡而言之诲侮，一個程序至少有一個進程，一個進程至少有一個線程箱蟆。線程的劃分尺度小于進程沟绪，使得多線程程序的并發(fā)性高。另外空猜，進程在執(zhí)行過程中擁有獨立的內(nèi)存單元绽慈，而多個線程共享內(nèi)存，從而極大地提高了程序的運行效率辈毯。就如下圖所示：
進程的屬性
進程的分類
大概明白進程是個什么樣的存在后坝疼，我們需要進一步了解的就是進程分類∽晃郑可以從兩個角度來分：
以進程的功能與服務的對象來分裙士；
以應用程序的服務類型來分；
第一個角度來看管毙，我們可以分為用戶進程與系統(tǒng)進程：
用戶進程：通過執(zhí)行用戶程序腿椎、應用程序或稱之為內(nèi)核之外的系統(tǒng)程序而產(chǎn)生的進程，此類進程可以在用戶的控制下運行或關閉夭咬。
系統(tǒng)進程：通過執(zhí)行系統(tǒng)內(nèi)核程序而產(chǎn)生的進程啃炸，比如可以執(zhí)行內(nèi)存資源分配和進程切換等相對底層的工作；而且該進程的運行不受用戶的干預卓舵，即使是 root 用戶也不能干預系統(tǒng)進程的運行南用。
第二角度來看，我們可以將進程分為交互進程掏湾、批處理進程裹虫、守護進程：
交互進程：由一個 shell 終端啟動的進程，在執(zhí)行過程中融击，需要與用戶進行交互操作筑公，可以運行于前臺，也可以運行在后臺尊浪。
批處理進程：該進程是一個進程集合匣屡，負責按順序啟動其他的進程封救。
守護進程：守護進程是一直運行的一種進程，在 Linux 系統(tǒng)啟動時啟動捣作，在系統(tǒng)關閉時終止誉结。它們獨立于控制終端并且周期性的執(zhí)行某種任務或等待處理某些發(fā)生的事件。例如 httpd 進程券躁，一直處于運行狀態(tài)惩坑，等待用戶的訪問。還有經(jīng)常用的 cron（在 centOS 系列為 crond）進程也拜，這個進程為 crontab 的守護進程以舒，可以周期性的執(zhí)行用戶設定的某些任務。
進程的衍生
進程有這么多的種類搪泳，那么進程之間定是有相關性的，而這些有關聯(lián)性的進程又是如何產(chǎn)生的扼脐，如何衍生的岸军？
就比如我們啟動了終端，就是啟動了一個 bash 進程瓦侮，我們可以在 bash 中再輸入 bash 則會再啟動一個 bash 的進程艰赞，此時第二個 bash 進程就是由第一個 bash 進程創(chuàng)建出來的，他們之間又是個什么關系肚吏？
我們一般稱呼第一個 bash 進程是第二 bash 進程的父進程方妖，第二 bash 進程是第一個 bash 進程的子進程，這層關系是如何得來的呢罚攀？
關于父進程與子進程便會提及這兩個系統(tǒng)調(diào)用 fork() 與 exec()
fork-exec是由 Dennis M. Ritchie 創(chuàng)造的
fork() 是一個系統(tǒng)調(diào)用（system call）党觅，它的主要作用就是為當前的進程創(chuàng)建一個新的進程，這個新的進程就是它的子進程斋泄，這個子進程除了父進程的返回值和 PID 以外其他的都一模一樣杯瞻，如進程的執(zhí)行代碼段，內(nèi)存信息炫掐，文件描述魁莉，寄存器狀態(tài)等等
exec() 也是系統(tǒng)調(diào)用，作用是切換子進程中的執(zhí)行程序也就是替換其從父進程復制過來的代碼段與數(shù)據(jù)段
子進程就是父進程通過系統(tǒng)調(diào)用 fork() 而產(chǎn)生的復制品募胃，fork() 就是把父進程的 PCB 等進程的數(shù)據(jù)結構信息直接復制過來旗唁，只是修改了 PID，所以一模一樣痹束，只有在執(zhí)行 exec() 之后才會不同检疫，而早先的 fork() 比較消耗資源后來進化成 vfork()，效率高了不少祷嘶，感興趣的同學可以查查為什么电谣。
這就是子進程產(chǎn)生的由來秽梅。簡單的實現(xiàn)邏輯就如下方所示：
pid_t p;
p = fork();
if (p == (pid_t) -1)
/* ERROR */
else if (p == 0)
/* CHILD */
else
/* PARENT */
既然子進程是通過父進程而衍生出來的，那么子進程的退出與資源的回收定然與父進程有很大的相關性剿牺。當一個子進程要正常的終止運行時企垦，或者該進程結束時它的主函數(shù) main() 會執(zhí)行 exit(n); 或者 return n，這里的返回值 n 是一個信號晒来，系統(tǒng)會把這個 SIGCHLD 信號傳給其父進程钞诡，當然若是異常終止也往往是因為這個信號。
在將要結束時的子進程代碼執(zhí)行部分已經(jīng)結束執(zhí)行了湃崩，系統(tǒng)的資源也基本歸還給系統(tǒng)了荧降，但若是其進程的進程控制塊（PCB）仍駐留在內(nèi)存中，而它的 PCB 還在攒读，代表這個進程還存在（因為 PCB 就是進程存在的唯一標志朵诫，里面有 PID 等消息），并沒有消亡薄扁，這樣的進程稱之為僵尸進程（Zombie）剪返。
如圖中第四列標題是 S，S 表示的是進程的狀態(tài)邓梅，而在下屬的第三行的 Z 表示的是 Zombie 的意思脱盲。（ ps 命令將在后續(xù)詳解）
正常情況下，父進程會收到兩個返回值：exit code（SIGCHLD 信號）與 reason for termination 日缨。之后钱反，父進程會使用 wait(&status) 系統(tǒng)調(diào)用以獲取子進程的退出狀態(tài)，然后內(nèi)核就可以從內(nèi)存中釋放已結束的子進程的 PCB匣距；而如若父進程沒有這么做的話面哥，子進程的 PCB 就會一直駐留在內(nèi)存中，一直留在系統(tǒng)中成為僵尸進程（Zombie）毅待。
雖然僵尸進程是已經(jīng)放棄了幾乎所有內(nèi)存空間幢竹，沒有任何可執(zhí)行代碼，也不能被調(diào)度恩静，在進程列表中保留一個位置焕毫，記載該進程的退出狀態(tài)等信息供其父進程收集，從而釋放它驶乾。但是 Linux 系統(tǒng)中能使用的 PID 是有限的邑飒，如果系統(tǒng)中存在有大量的僵尸進程，系統(tǒng)將會因為沒有可用的 PID 從而導致不能產(chǎn)生新的進程级乐。
另外如果父進程結束（非正常的結束）疙咸，未能及時收回子進程，子進程仍在運行风科，這樣的子進程稱之為孤兒進程撒轮。在 Linux 系統(tǒng)中乞旦，孤兒進程一般會被 init 進程所“收養(yǎng)”，成為 init 的子進程题山。由 init 來做善后處理兰粉，所以它并不至于像僵尸進程那樣無人問津，不管不顧顶瞳，大量存在會有危害玖姑。
進程 0 是系統(tǒng)引導時創(chuàng)建的一個特殊進程，也稱之為內(nèi)核初始化慨菱，其最后一個動作就是調(diào)用 fork() 創(chuàng)建出一個子進程運行 /sbin/init 可執(zhí)行文件焰络，而該進程就是 PID=1 的進程 1，而進程 0 就轉為交換進程（也被稱為空閑進程）符喝，進程 1 （init 進程）是第一個用戶態(tài)的進程闪彼，再由它不斷調(diào)用 fork() 來創(chuàng)建系統(tǒng)里其他的進程，所以它是所有進程的父進程或者祖先進程协饲。同時它是一個守護程序畏腕，直到計算機關機才會停止。
通過以下的命令我們可以很明顯的看到這樣的結構
pstree
或者從此圖我們可以更加形象的看清子父進程的關系
通過以上的顯示結果我們可以看的很清楚囱稽，init 為所有進程的父進程或者說是祖先進程
我們還可以使用這樣一個命令來看郊尝，其中 pid 就是該進程的一個唯一編號二跋，ppid 就是該進程的父進程的 pid战惊，command 表示的是該進程通過執(zhí)行什么樣的命令或者腳本而產(chǎn)生的
ps －fxo user,ppid,pid,pgid,command
可以在圖中看見我們執(zhí)行的 ps 就是由 zsh 通過 fork-exec 創(chuàng)建的子進程而執(zhí)行的
使用這樣的一個命令我們也能清楚的看見 init 如上文所說是由進程 0 這個初始化進程來創(chuàng)建出來的子進程，而其他的進程基本是由 init 創(chuàng)建的子進程扎即，或者是由它的子進程創(chuàng)建出來的子進程吞获。所以 init 是用戶進程的第一個進程也是所有用戶進程的父進程或者祖先進程。（ps 命令將在后續(xù)課程詳解）
就像一個樹狀圖谚鄙，而 init 進程就是這棵樹的根各拷，其他進程由根不斷的發(fā)散，開枝散葉
進程組與 Sessions
每一個進程都會是一個進程組的成員闷营，而且這個進程組是唯一存在的烤黍，他們是依靠 PGID（process group ID）來區(qū)別的，而每當一個進程被創(chuàng)建的時候傻盟，它便會成為其父進程所在組中的一員速蕊。
一般情況，進程組的 PGID 等同于進程組的第一個成員的 PID娘赴，并且這樣的進程稱為該進程組的領導者规哲，也就是領導進程，進程一般通過使用 getpgrp() 系統(tǒng)調(diào)用來尋找其所在組的 PGID诽表，領導進程可以先終結唉锌，此時進程組依然存在隅肥，并持有相同的 PGID，直到進程組中最后一個進程終結袄简。
與進程組類似腥放，每當一個進程被創(chuàng)建的時候，它便會成為其父進程所在 Session 中的一員痘番，每一個進程組都會在一個 Session 中捉片，并且這個 Session 是唯一存在的，
Session 主要是針對一個 tty 建立汞舱，Session 中的每個進程都稱為一個工作(job)伍纫。每個會話可以連接一個終端(control terminal)。當控制終端有輸入輸出時昂芜，都傳遞給該會話的前臺進程組莹规。Session 意義在于將多個 jobs 囊括在一個終端，并取其中的一個 job 作為前臺泌神，來直接接收該終端的輸入輸出以及終端信號良漱。 其他 jobs 在后臺運行。
前臺（foreground）就是在終端中運行欢际，能與你有交互的
后臺（background）就是在終端中運行母市，但是你并不能與其任何的交互，也不會顯示其執(zhí)行的過程
工作管理
bash(Bourne-Again shell)支持工作控制（job control）损趋，而 sh（Bourne shell）并不支持患久。
并且每個終端或者說 bash 只能管理當前終端中的 job，不能管理其他終端中的 job浑槽。比如我當前存在兩個 bash 分別為 bash1蒋失、bash2，bash1 只能管理其自己里面的 job 并不能管理 bash2 里面的 job
我們都知道當一個進程在前臺運作時我們可以用 ctrl + c 來終止它桐玻，但是若是在后臺的話就不行了篙挽。
我們可以通過 & 這個符號，讓我們的命令在后臺中運行：
ls &
圖中所顯示的 [1] 236分別是該 job 的 job number 與該進程的 PID镊靴，而最后一行的 Done 表示該命令已經(jīng)在后臺執(zhí)行完畢铣卡。
我們還可以通過 ctrl + z 使我們的當前工作停止并丟到后臺中去
被停止并放置在后臺的工作我們可以使用這個命令來查看：
jobs
其中第一列顯示的為被放置后臺 job 的編號，而第二列的 ＋ 表示最近(剛剛偏竟、最后)被放置后臺的 job煮落，同時也表示預設的工作，也就是若是有什么針對后臺 job 的操作苫耸，首先對預設的 job州邢，- 表示倒數(shù)第二（也就是在預設之前的一個）被放置后臺的工作，倒數(shù)第三個（再之前的）以后都不會有這樣的符號修飾，第三列表示它們的狀態(tài)量淌，而最后一列表示該進程執(zhí)行的命令骗村。
我們可以通過這樣的一個命令將后臺的工作拿到前臺來：
# 后面不加參數(shù)提取預設工作，加參數(shù)提取指定工作的編號
# ubuntu 在 zsh 中需要 %呀枢，在 bash 中不需要 %
fg [%jobnumber]
之前我們通過 ctrl + z 使得工作停止放置在后臺胚股，若是我們想讓其在后臺運作我們就使用這樣一個命令：
#與fg類似，加參則指定裙秋，不加參則取預設
bg [%jobnumber]
既然有方法將被放置在后臺的工作提至前臺或者讓它從停止變成繼續(xù)運行在后臺琅拌，當然也有方法刪除一個工作，或者重啟等等摘刑。
# kill的使用格式如下
kill -signal %jobnumber
# signal從1-64個信號值可以選擇进宝，可以這樣查看
kill －l
其中常用的有這些信號值
若是在使用 kill ＋信號值然后直接加 pid，你將會對 pid 對應的進程進行操作枷恕。
若是在使用 kill+信號值然后 ％jobnumber党晋，這時所操作的對象是 job，這個數(shù)字就是就當前 bash 中后臺的運行的 job 的 ID徐块。
