Linux 进程(一) 进程概念和进程状态（僵尸进程、孤儿进程、守护进程）
- 进程的概念
- 进程状态
- 僵尸进程、孤儿进程、守护进程
进程的概念
程序：一系列有序的指令集合（就是我们写的代码）
进程：进程就是程序的一次执行，是系统进行资源分配和调度的独立单位。
程序是一个没有生命的实体，只有操作系统执行它时，它才能成为一个活动的实体，也就是进程。同时，操作系统通过进程控制块(PCB)，来对程序进行调度使用
操作系统如何控制和调度程序
按照冯诺依曼体系结构，所有的数据想要被CPU进行处理，第一步就是要将代码和数据加载到内存中。
由于早期CPU的性能不足，无法同时调度所有文件，所以CPU使用了一种解决方法，也就是CPU分时机制。
CPU分时机制：通过极快的速度切换和调度运行所有的程序，造成了同时运行的假象。
但是，这里还存在着几个问题，CPU是如何在内存中找到每个程序的？CPU在来回调度时，如何能够从上一次运行的位置继续运行？如何能够保证继续处理上一条没有处理完的数据？
所以操作系统为了能够完成这些操作，设置了一个用于描述进程信息的数据结构，也就是我们通常所说的PCB。
进程控制块–PCB
操作系统为了能够使每个程序能够独立运行，在操作系统中为其配置了一个数据结构，也就是我们通常所说的PCB（Process Control Block），这个数据结构在Linux下是：task_struct
task_struct中的内容
标示符: 描述本进程的唯一标示符，用来区别其他进程。
状态: 任务状态，退出代码，退出信号等。
优先级: 相对于其他进程的优先级。
程序计数器: 程序中即将被执行的下一条指令的地址。
内存指针: 包括程序代码和进程相关数据的指针，还有和其他进程共享的内存块的指针
上下文数据: 进程执行时处理器的寄存器中的数据。
I／O状态信息:包括显示的I/O请求,分配给进程的I／O设备和被进程使用的文件列表。
记账信息: 可能包括处理器时间总和，使用的时钟数总和，时间限制，记账号等。 其他信息
PCB是操作系统对一个运行中的程序(也就是进程)的描述，操作系统通过这个描述来实现对程序的运行调度
操作系统正是通过一个一个的PCB来对运行中的程序进行调度使用。
回到前面提出的问题，CPU通过PCB中的内存指针来找到程序在内存中的地址，通过上下文数据来记录运行中程序的各种信息，通过程序计数器来找到这个程序即将执行的下一条指令的地址。
子进程
当我们在一个已经创建的进程内通过fork创建一个新的进程时，这个新的进程就是原先进程的子进程。
在子进程创建的时候，它从父进程的PCB中复制了很多数据，如内存指针、上下文数据、程序计数器等，所以它的代码、数据以及运行的位置，都与父进程一模一样。
由于代码段是只读的，所以两者的代码都一样，不可修改，而两者虽然虚拟地址相同，但物理地址不同，所以两者的数据都各自独立。
总结一下就是：父子进程代码共享，数据各自开辟空间。(利用写时拷贝技术)
在Linux中，我们可以通过fork函数来创建子进程
pid_t fork(void)
我们创建子进程，是希望它和父进程执行不一样的操作，那么我们该怎么实现呢？
最简单的方法就是通过fork的返回值来进行代码分流，父进程的返回值是子进程的pid，而子进程的返回值是0，通过对返回值的判断，即可完成代码的分流。
但是这种方法的代码十分冗余，还有一种更加优秀的方法------程序替换（后几篇会写）
僵尸进程、孤儿进程、守护进程
在我们学习操作系统的时候，里面提到进程有三种基本状态，就绪、阻塞、终止。
但是在linux中，将状态细分到了六种。
- R运行状态（running）: 并不意味着进程一定在运行中，它表明进程要么是在运行中要么在运行队列里。
- S睡眠状态（sleeping): 意味着进程在等待事件完成（这里的睡眠有时候也叫做可中断睡眠（interruptible sleep））。
- D磁盘休眠状态（Disk sleep）：有时候也叫不可中断睡眠状（uninterruptible sleep），在这个状态的进程通常会等待IO的结束。
- T停止状态（stopped）： 可以通过发送 SIGSTOP 信号给进程来停（T）进程。这个被暂停的进程可以通过发送 SIGCONT 信号让进程继续运行。
- X死亡状态（dead）：这个状态只是一个返回状态，你不会在任务列表里看到这个状态
- Z僵死状态（Zombies） :进程已经退出了但是资源还没有完全被释放的一种状态。
进程的概念
僵尸进程
这里的有一种特殊的状态值得一提，就是僵死状态
当子进程退出的时候，如果父进程没有读取到子进程的返回值，这时就进入了僵死状态。
这时就处于一个很尴尬的局面，子进程实际上已经退出了，但是父进程认为它还在执行，所以并没有释放它的资源，所以子进程会一直卡在进程表中，等待父进程读取退出状态代码。
下面是在Linux下的实验
此时两者都处于休眠状态
13284是父进程， 13285是子进程。
这时如果我们使用kill将子进程杀死
这时，子进程就变为了僵尸进程。
因为它被强制结束，没有给父进程返回退出的状态值，所以资源一直无法释放，我们也无法再将其杀死
即使是kill -9对其也没有作用
这时只有两种解决方法
1. 进程等待
2. 退出父进程
进程等待较为复杂，后面几篇会讲。
所以我们试试退出父进程
父进程退出，子进程保存退出的状态就没有任何意义了，因此就被释放了
这时，僵尸进程就解决了，但是这并不是一个合理的方式，我们不能通过这种方法来解决问题，所以应该避免僵尸进程的产生。
从上面可以看出，僵尸进程是非常危险的，因为我们无法通过正常途径将其解决，同时它会一直占用着我们的资源，同时PCB还需要对它的状态进行维护。并且一个用户所能创建的进程数量是有限的，如果一个父进程创建了大量的子进程而不进行回收，当达到上限时，我们就无法创建新的程序。
孤儿进程
如果父进程先于子进程退出，那么没有父进程的子进程会怎么样呢？
会没有没有人回收，就像僵尸进程一样一直占用资源？
实验一下
杀死父进程14760
我们会发现，失去了父进程后的子进程并不是没有父进程，而是会被1号进程init统一收养，然后由Init进程回收
- 父进程先退出，子进程就称之为“孤儿进程”
- 孤儿进程统一被1号init进程收养，由init进程进行回收
守护进程（精灵进程）
守护进程：一种特殊的孤儿进程，父进程是一号进程，运行在后台，与终端和登陆会话脱离关系，不受影响。
守护进程通常是一种运行在系统后台的批处理程序，默默的做一些循环往复的事情
这些TPGID为-1的都是守护进程
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