進程相關概念

程序和進程

程序，是指編譯好的二進制文件，在磁盤上，不占用系統資源(cpu、內存、打開的文件、設備、鎖....)

進程，是一個抽象的概念，與操作系統原理聯系緊密。進程是活躍的程序，占用系統資源。在內存中執行。(程序運行起來，產生一個進程)

程序 → 劇本(紙) 進程 → 戲(舞臺、演員、燈光、道具...)

同一個劇本可以在多個舞臺同時上演。同樣，同一個程序也可以加載為不同的進程(彼此之間互不影響)

如：同時開兩個終端。各自都有一個bash但彼此ID不同。

並發

並發，在操作系統中，一個時間段中有多個進程都處於已啟動運行到運行完畢之間的狀態。但，任一個時刻點上仍只有一個

例如，當下，我們使用計算機時可以邊聽音樂邊聊天邊上網。 若籠統的將他們均看做一個進程的話，為什麽可以同時運行呢，因為並發。

分時復用cpu

單道程序設計

所有進程一個一個排對執行。若A阻塞，B只能等待，即使CPU處於空閑狀態。而在人機交互時阻塞的出現時必然的。所有這種模型在系統資源利用上及其不合理，在計算機發展歷史上存在不久，大部分便被淘汰了。

多道程序設計

在計算機內存中同時存放幾道相互獨立的程序，它們在管理程序控制之下，相互穿插的運行。多道程序設計必須有硬件基礎作為保證。

時鐘中斷即為多道程序設計模型的理論基礎。 並發時，任意進程在執行期間都不希望放棄

在多道程序設計模型中，多個進程輪流使用CPU (分時復用CPU資源)。而當下常見CPU為納秒級，1秒可以執行大約10億條指令。由於人眼的反應速度是毫秒級，所以看似同時在運行。

1s = 1000ms, 1ms = 1000us, 1us = 1000ns 1000000000

實質上，並發是宏觀並行，微觀串行！ -----推動了計算機蓬勃發展，將人類引入了多媒體時代。

CPU和MMU

中央處理器(CPU)

內存管理單元MMU

進程控制塊

PCB

我們知道，每個進程在內核中都有一個進程控制塊（PCB）來維護進程相關的信息，Linux內核的進程控制塊是task_struct結構體。

/usr/src/linux-headers-3.16.0-30/include/linux/sched.h文件中可以查看struct task_struct 結構體定義。其內部成員有很多，我們重點掌握以下部分即可：

* 進程id。系統中每個進程有唯一的id，在C語言中用pid_t類型表示，其實就是一個非負整數。

* 進程的狀態，有就緒、運行、掛起、停止等狀態。

* 進程切換時需要保存和恢復的一些CPU寄存器。

* 描述虛擬地址空間的信息。

* 描述控制終端的信息。

* 當前工作目錄（Current Working Directory）。

* umask掩碼。

* 文件描述符表，包含很多指向file結構體的指針。

* 和信號相關的信息。

* 用戶id和組id。

* 會話（Session）和進程組。

* 進程可以使用的資源上限（Resource Limit）。

進程狀態

進程基本的狀態有5種。分別為初始態，就緒態，運行態，掛起態與終止態。其中初始態為進程準備階段，常與就緒態結合來看。

Linux進程精講