你可以把Linux内核当成一家软件外包公司的老板
电脑组装好就能直接用吗？
那时候买电脑，经常是这样一个情景：三五个哥们儿一起来到电脑城，呼啦呼啦采购了一大堆硬件，
- 有密密麻麻都是针脚的 CPU
- 有铺满各种复杂电路的一块板子，也就是主板
- 还需要买块显卡，用来连接显示器
- 还需要买个网卡，里面可以插网线
- 还要买块硬盘，将来用来存放文件
- 然后还需要一大堆线，将这些设备和主板连接起来
- 最终再来一个鼠标，一个键盘，还有一个显示器。设备差不多啦，准备开整！
操作系统其实就像一个软件外包公司，其内核就相当于这家外包公司的老板。
在操作系统中，也有同样的问题，例如多个进程都要往打印机上打印文件，如果随便乱打印进程，就会出现同样一张纸，第一行是 A 进程输出的文字，第二行是 B 进程输出的文字，全乱套了。所以，打印机的直接操作是放在操作系统内核里面的，进程不能随便操作。但是操作系统也提供一个办事大厅，也就是系统调用（System Call）。
系统调用也能列出来提供哪些接口可以调用，进程有需要的时候就可以去调用。这其中，立项是办事大厅提供的关键服务之一。同样，任何一个程序要想运行起来，就需要调用系统调用，创建进程。
在操作系统中，进程的执行也需要分配 CPU 进行执行，也就是按照程序里面的二进制代码一行一行地执行。于是，为了管理进程，我们还需要一个进程管理子系统（Process Management Subsystem）。如果运行的进程很多，则一个 CPU 会并发运行多个进程，也就需要 CPU 的调度能力了。
在操作系统中，不同的进程有不同的内存空间，但是整个电脑内存就这么点儿，所以需要统一的管理和分配，这就需要内存管理子系统（Memory Management Subsystem）。
不过，无论是别人写的程序，还是你写的程序，运行起来都是进程。如果你是一家外包公司，一个项目的运行要使用公司的服务，那就应该去办事大厅，也就是说，你写的程序应该使用系统调用。
立项服务与进程管理
首先，我们得有个项目，那就要有立项服务。对应到 Linux 操作系统中就是创建进程。
创建进程的系统调用叫fork。这个名字很奇怪，中文叫“分支”。为啥启动一个新进程叫“分支”呢？
在 Linux 里，要创建一个新的进程，需要一个老的进程调用 fork 来实现，其中老的进程叫作父进程（Parent Process），新的进程叫作子进程（Child Process）。
前面我们说过，一个进程的运行是要有一个程序的，就像一个项目的执行，要有一个项目执行计划书。本来老的项目，按照项目计划书按部就班地来，项目执行到一半，突然接到命令，说是要新启动一个项目，这个时候应该怎么办呢？
一个项目的执行是很复杂的，需要涉及公司各个部门的工作，比如说，项目管理部门需要给这个项目组开好 Jira 和 Wiki，会议室管理部要为这个项目分配会议室等等。
所以，我们现在有两种方式，一种是列一个清单，清单里面写明每个新项目组都要开哪些账号。但是，这样每次有项目，都要重新配置一遍新的 Jira、Wiki，复杂得很。另一种方式就是咱们程序员常用的方式，CTRL/C + CTRL/V。也就是说，如果想为新项目建立一套 Jira，但又觉得一个个填 Jira 里面的选项太麻烦，那就可以拷贝一个别人的，然后根据新项目的实际情况，将相应的配置改改。
Linux 就是这样想的。当父进程调用 fork 创建进程的时候，子进程将各个子系统为父进程创建的数据结构也全部拷贝了一份，甚至连程序代码也是拷贝过来的。按理说，如果不进行特殊的处理，父进程和子进程都按相同的程序代码进行下去，这样就没有意义了。
所以，我们往往会这样处理：对于 fork 系统调用的返回值，如果当前进程是子进程，就返回 0；如果当前进程是父进程，就返回子进程的进程号。这样首先在返回值这里就有了一个区分，然后通过 if-else 语句判断，如果是父进程，还接着做原来应该做的事情；如果是子进程，需要请求另一个系统调用execve来执行另一个程序，这个时候，子进程和父进程就彻底分道扬镳了，也就产生了一个分支（fork）了。
同样是“先拷贝，再修改”的策略，你可能会问，新进程都是父进程 fork 出来的，那到底谁是第一个呢？
作为一个外包公司老板，有了新项目当然会分给手下做，但是当公司刚起步的时候呢？没有下属，只好自己上了。先建立项目运行体系，等后面再做项目的时候，就都按这个来。
对于操作系统也一样，启动的时候先创建一个所有用户进程的“祖宗进程”。这个在讲系统启动的时候还会详细讲，我这里先不多说。
有时候，父进程要关心子进程的运行情况，这毕竟是自己身上掉下来的肉。有个系统调用waitpid，父进程可以调用它，将子进程的进程号作为参数传给它，这样父进程就知道子进程运行完了没有，成功与否。
所以说，所有子项目最终都是老板，也就是祖宗进程 fork 过来的，因而它要对整个公司的项目执行负最终的责任。
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