深度剖析Linux进程的内部机制：一探/proc/pid的奥秘-阿里云开发者社区

I. 介绍/proc目录

/proc目录的作用

/proc目录是Linux系统中的一个虚拟文件系统，它提供了许多有关系统硬件和进程的信息。/proc目录中的每个文件都是一个虚拟文件，它们实时反映了系统当前的状态和信息，可以通过读取这些文件来获取有关系统的各种信息。/proc目录是一个非常重要的目录，对于系统管理、调试和性能优化等方面都有很大的帮助。

/proc目录结构

/proc目录结构是一个树形结构，包含了许多子目录和文件，它们的名称和内容都反映了系统的不同方面。例如，/proc/cpuinfo文件包含了处理器的信息，/proc/meminfo文件包含了内存使用情况的信息，/proc/net目录包含了网络协议的信息，/proc/sys目录包含了系统内核的配置参数等等。通过读取这些文件，可以及时了解系统的状态和运行情况，方便进行系统管理和调试。

总之，/proc目录是Linux系统中的一个非常重要的目录，它提供了丰富的系统信息，可以通过读取其中的文件来了解系统的状态和运行情况。在系统管理、调试和性能优化等方面，/proc目录都有着重要的作用。

II. /proc/pid目录

/proc/pid目录的作用

/proc/pid目录是Linux系统中的一个虚拟文件系统目录，它包含了有关进程的信息，每个进程都有一个对应的/proc/pid目录。通过读取/proc/pid目录中的文件，可以及时了解进程的状态和运行情况，方便进行进程管理和调试。

/proc/pid目录结构

/proc/pid目录结构是一个树形结构，包含了许多子目录和文件，它们的名称和内容都反映了进程的不同方面。

/proc/pid目录是Linux系统中非常重要的一个目录，它提供了丰富的进程信息，可以通过读取其中的文件来了解进程的状态和运行情况。在进程管理、调试和性能优化等方面，/proc/pid目录都有着重要的作用。

/proc/pid子目录记录了进程的相关信息

cmdline文件：包含了进程启动时使用的完整命令行参数。

cwd符号链接：包含了当前进程工作目录的一个符号链接。

environ文件：包含了进程环境变量的列表。

exe符号链接：包含了正在进程中运行的程序的符号链接。

fd子目录：包含了进程打开的每个文件的符号链接，每个符号链接的名称为文件描述符。

maps文件：包含了进程的内存映射信息，包括代码段、数据段、堆和栈等。

mem文件：包含了进程在内存中的内容，可以读取和写入该文件来读写进程的内存。

root符号链接：包含了进程根目录的符号链接。

stat文件：包含了进程的状态信息，如进程ID、父进程ID、状态、CPU使用情况等。

statm文件：包含了进程的内存使用信息，如内存大小、共享内存大小、代码大小等。

III. 常见的/proc/pid信息

/proc/pid/attr:安全相关的选项

/proc/pid/attr是一个目录，这个目录下的文件的作用是为安全模块提供了API.通过这些文件我们可以读取或者设置一些安全相关的选项．

这个目录目前能够支持SELinux，但是本意是为了能够支持更多的其他的安全模块．****以下将会演示SELinux如何使用这些文件．

PS: 只有内核开启了CONFIG_SECURITY选项，才能够看到这个目录．

/proc/pid/attr/current:进程的安全上下文
在SELinux中，这个文件主要是用于得到当前进程的安全上下文．在2.6.11的内核之前，这个文件不能用来设置安全上下文(写操作是不允许的)，因为SELinux限制了进程安全转换为 EXECVE(2) (参考下方的/proc/pid/attr/exec). 从2.6.11之后，SELinux取消了这个限制．如果策略允许，SELinux通过向这个文件写入来支持设置行为，虽然这个操作仅仅只是为了维护老的上下文和新的上下文的隔离．在2.6.28之前，SELinux不允许多线程程序的线程通过这个值来设置安全上下文，因为这样会导致共享内存空间的县城的安全上下文不一致．从2.6.28之后，SELinux取消了这个限制，开始支持多线程的设置方法．但是需要满足一定的条件，新的安全上下文需要绑定在老的上下文上，并且这个绑定关系是设置在策略当中的，同时新的安全上下文是老的安全上下文的一个子集．

/proc/pid/attr/exec
这个文件代表给进程的execve的属性．
在SELinux中，有时候需要支持role/domain的转换,execve(2)一般都是作为这种转换的首选，因为它提供了对进程的新的安全标签和状态继承的更好的控制．在SELinux中，如果重置了execve(2)，那么这个程序就会恢复到execve(2)所设置的状态．

/proc/pid/attr/fscreate

这个文件代表进程与文件有关的权限，包括open(2) mkdir(2) symlink(2) mknod(2)

SELinux通过此文件能够保证以一个安全的方式创建文件，所以这里不会存在不安全的访问的风险(在文件创建和文件属性设置)．如果重置了execve(2),那么程序也会被重置，包括程序所创建的文件．

/proc/pid/attr/keycreate
如果进程将安全上下文写入此文件，那么所有创建key的行为都会被加载到此上下文中．更多的信息可以参考内核文件　Documentation/security/keys/core.rst（在Linux3.0和Linux4.13中文件是　Documentation/security/keys.txt　在Linux3.0之前是Documentation/keys.txt）

/proc/pid/attr/prev

这个文件包含了进程在执行最后一个execve(2)的安全上下文．换句话说，这个文件的内容是/proc/pid/attr/current前一个值

/proc/pid/attr/socketcreate

如果一个进程向这个文件写入安全上下文，那么之后所有的sockets的创建行为都会在此进程上下文中;这个文件包含了进程在执行最后一个execve(2)的安全上下文．换句话说，这个文件的内容是/proc/pid/attr/current前一个值

/proc/pid/autogroup：该目录包含了进程的自动分组信息。

参考 sched(7)

/proc/pid/auxv：该文件包含了进程的辅助向量信息。

这个文件包含了在进程执行时，传递给进程的ELF的解释器的信息．这个文件的格式是一个无符号的long类型的ID加上每个entry的一个无符号的long类型，这最后的一个entry包含了两个零。参考 getauxval(3)

/proc/pid/cgroup：该文件包含了进程所在的控制组信息。

参考 cgroups(7)

/proc/pid/clear_refs：该文件用于清除进程使用的匿名内存页的引用计数。

这是一个只写文件，只有进程的owner能够写.只有下面这些值能够被写入：

(Since Linux 2.6.22)对进程所有的相关的页重置所有的PG_Referenced 和ACCESSED/YOUNG位　(在2.6.32之前，任何的非零的值写入到此文件都是有效的)

(Since Linux2.6.32) 对进程所有的匿名页重置所有的PG_Referenced和ACCESSED/YOUNG位

(Since Linux2.6.32)对进程所有的与文件相关的页重置所有的PG_Referenced和ACCESSED/YOUNG位．清除所有的PG_Referenced和ACCESSED/YOUNG提供了一个方法用于测量一个进程是有了多少内存．第一个可以参考的是/proc/[pid]/smaps中的VMAs中的值．当清除了PG_Referenced和ACCESSED/YOUNG　经过一段时间之后，再次测量这个值．

(Since Linux3.11) 清空掉进程所有的页的soft-dirty位．通过向/proc/[pid]/clear_refs清空，就能够知道哪些页是被污染了．

将peak resident重置为进程当前的resident的大小．

如果向/proc/pid/clear_refs写入其他的任何值，不会有任何的效果;只有当启用了CONFGI_PROC_PAGE_MONITOR的内核选项之，才会出现/proc/pid/clear_refs文件

/proc/pid/cmdline：该文件包含了进程启动时使用的命令行参数。

这个只读文件是包含了进程执行的完整命令．如果此进程是一个僵尸进程，那么次文件没有任何的内容．

/proc/pid/comm：该文件包含了进程的命令名。

此文件记录的是进程命令的comm．在同一个进程中的不同线程的comm可能不同，可以访问/proc/[pid]/task/tid/comm获取进程中的每个线程的comm.通过向/proc/self/task/tid/comm写入就能够修改自己或者其他线程的comm.如果comm超过TASK_COMM_LEN(16)就会被截断．

这个文件的值可以通过　prctl(2)　的PR_SET_NAME和PR_GET_NAME的操作来设置和获取，通过 pthread_setname_np(3)　能够设置线程的comm.

/proc/pid/coredump_filter：该文件包含了进程的转储核心过滤器。

参考 core(5)

/proc/pid/cpuset：该文件包含了进程所在的CPU集合信息。

参考　cpuset(7)

/proc/pid/cwd：该文件是一个符号链接，指向当前进程的工作目录。

这是一个当前的进程的工作目录，可以通过如下的命令查看:

#Method 1:
cd /proc/pid/cwd && /bin/pwd
#Method 2:
/proc/pid/cwd; pwd -P

在多线程的程序中，如果主线程已经退出了，那么cwd的结果就是空.取消或者是读取(readlink(2))这个链接的内容的权限是由ptrace的访问模式PTRACE_MODE_READ_FSCREDS来控制的，参考ptrace(2)．

/proc/pid/environ：该文件包含了进程的环境变量列表。

这个文件包含的是当程序使用execve启动程序时的环境变量的值，其中的entries是通过0x0分割的，结尾是可能是null．如果我们需要查询一个指定的进程的环境变量，我们可以采用如下的方法:

cat /proc/pid/environ | tr '\000' '\n'
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin
HOSTNAME=commoncollection
LANG=C.UTF-8
JAVA_HOME=/docker-java-home/jre
JAVA_VERSION=8u212
JAVA_DEBIAN_VERSION=8u212-b01-1~deb9u1
HOME=/root

如果执行了execve(2)之后，进程调用了putenv(3)或者是直接修改environ(7) ，那么environ变量的值是无法随之改变的．

更进一步，进程能够通过prctl(2)修改PR_SET_MM_ENV_START的值来修改这个文件所引用的内存位置．读取这个文件的权限是由ptrace(2)的PTRACE_MODE_READ_FSCREDS来控制.

/proc/pid/exe：该文件是一个符号链接，指向当前进程正在执行的可执行文件。

在Linux2.2的内核及其之后,/proc/pid/exe是直接执行的二进制文件的符号链接.这个符号链接能够被取消.尝试打开这个文件就相当与打开了二进制文件,甚至可以通过重新输入/proc/pid/exe重新运行一个对应于pid的二进制文件.在一个多线程的程序中,如果主线程已经退出了,就无法访问这个符号链接.

在Linux2.0及其之前,/proc/pid/exe是指向当前进程执行的二进制文件.采用readlink()读取返回如下的结果: [device]:inode

/proc/pid/fd：该目录包含了当前进程打开的文件描述符列表。

这是一个子目录,包含了当前进程打开的每一个文件.每一个条目都是一个文件描述符,是一个符号链接,指向的是实际打开的地址.0表示标准输入,1表示标准输出,2表示标准错误.在多线程程序中,如果主程序退出了,那么这个文件夹将不能被访问.

程序能够使用文件名作为命令行参数,如果没有提供这样的参数,就不会从标准输入中读取信息也不会将标准输出发送到文件中.但是即使没有提供与文件相关的命令行参数,我们仍然可以使用标准的输出输入.

#例如我们可以通过-i和-o分别指向输入和输出文件.:
$ foobar -i /proc/self/fd/0 -o /proc/self/fd/1 ...
#在某些UNIX或者类似UNIX的系统中,/proc/self/fd/N与/dev/fd/N大致相同.大部分系统提供/dev/stdin,/dev/stdout,/dev/stderr的符号链接,分别只想的是/proc/self/fd中的0,1,2.所以上述的命令也可以写为:
$ foobar -i /dev/stdin -o /dev/stdout ...

/proc/pid/fdinfo：该目录包含了当前进程打开的文件描述符信息。

这是一个子目录,包括了当前进程打开的所有的文件的文件描述符.可以读取每一个文件描述符的内容一获取i信息.如下所示:

$ cat /proc/5040/fdinfo/99
pos: 21718
flags: 0100000
mnt_id: 27

pos 是十进制,显示当前文件的偏移量

flags是八进制,显示文件的访问模式和文件状态标志.
该目录中的文件只有进程的所有者才可以读.

/proc/pid/limits：该文件包含了进程的资源限制信息。

该文件显示了每个进程的软中断,硬中断和度量单位.在Linux2.6.35之前,这个文件仅仅只能被进程实际的UID访问.在26.36之后,该文件可以被系统中所有的用户读取.

/proc/pid/maps：该文件包含了进程的内存映射信息。

包含了当前进程映射的内存区域以及他们的访问权限.文件格式如下:

#当您打印该命名管道内容时(例如使用 cat)，您将看到该进程地址空间中当前映射到文件中的那部分。自左至右各列为：
#与该映射关联的地址空间，与该映射关联的权限，该映射起始位置的偏移量(从文件开始处算起)，保存该映射文件设备的主、从序号(十六进制格式)，该文件的 inode 序号，以及该文件的文件名。当设备号为 0 且没有 inode 号或文件名时，它就是一个匿名映射。
address           perms offset   dev  inode  pathname
08048000-08056000 r-xp 00000000 03:0c 64593 /usr/sbin/gpm
08056000-08058000 rw-p 0000d000 03:0c 64593 /usr/sbin/gpm
08058000-0805b000 rwxp 00000000 00:00 0
40000000-40013000 r-xp 00000000 03:0c 4165 /lib/ld-2.2.4.so
40013000-40015000 rw-p 00012000 03:0c 4165 /lib/ld-2.2.4.so
4001f000-40135000 r-xp 00000000 03:0c 45494 /lib/libc-2.2.4.so
40135000-4013e000 rw-p 00115000 03:0c 45494 /lib/libc-2.2.4.so
4013e000-40142000 rw-p 00000000 00:00 0
bffff000-c0000000 rwxp 00000000 00:00 0

address,表示进程占用的地址.

perms, 表示一系列权限.r=read,w=write,x=execute,s=shared,p=private(copy on write)

offset, 表示文件偏移量

dev:表示设备 (主要设备,次要设备)

inode: 表示设备上面的inode编号.如果是0,表示没有索引节点与内存区域关联,就如同BSS段一样.

pathname,在Linux2.0之前,没有pathname字段.

/proc/pid/mem：该文件包含了进程在内存中的内容。

该文件可以通过open,read,seek访问进程的内存页.

/proc/pid/mountinfo：该文件包含了进程所挂载的文件系统信息。

这个文件主要是包含了挂载信息.文件内容结构如下:

36 35 98:0  /mnt1 /mnt2 rw,noatime master:1 - ext3 /dev/root rw,errors=continue
(1)(2)(3)    (4) (5)      (6)        (7)   (8)(9)  (10)                 (11)

mount ID,挂载点的唯一标识

parent ID,当前挂载点的父挂载点的ID

major:minor, files的st_dev的值

root: 文件系统的根挂载点

mount point: 相对于进程根目录的挂载点

mount options: 预挂载选项

options fields: tag:[value]类型的字段

sparator: options fields结束标志

file systemtype: 文件系统的名称,以type[.subtype]的方式命名

mount source: 文件特定信息

super options: 超级块选项

/proc/pid/mounts：该文件包含了进程所挂载的文件系统信息，与mountinfo文件类似。

列出在当前进程挂载空间下所有的已经挂载过的文件.文件的格式通过 fstab 查看.在kernel 2.6.15之后,这个文件是论询式的.在读取文件之后,这个事件会导致select标记这个文件是可读的,并且pool()和epoll_wait()会将此文件标记为遇到了错误.

/proc/pid/mountstas：该文件包含了进程所挂载的文件系统的统计信息。

该文件会列举在当前进程挂载空间下的所有挂载点的详细信息,包括统计信息,配置信息.文件格式如下:

device /dev/sda7 mounted on /home with fstype ext3 [statistics]
( 1 )                       ( 2 )             ( 3 )  ( 4 )

载的设备名

挂载点

文件系统类型

可选的统计和配置信息.在2.6.26之后,仅NFS文件系统可以到处此字段信息

/proc/pid/ns/：该目录包含了进程的命名空间信息。

这是一个子目录.每一个子目录可以通过 setns 操作.关于更多的操作,参见clone

/proc/pid/ns/ipc：该文件是一个符号链接，指向进程的IPC命名空间。

将文件挂载在其他地方可以使pid指定的进程的IPC命名空间保持活动状态,即使在当前命名空间的所有的进程全部都截止了.打开次文件就会返回文件句柄.只要文件保持打开状态,那么IPC的命名空间就可以保持活动状态.文件描述符可以通过 setns 传递.

/proc/pid/ns/net：该文件是一个符号链接，指向进程的网络命名空间。

将文件挂载在其他地方可以使pid指定的进程的网络命名空间保持活动状态,即使在当前命名空间的所有的进程全部都截止了.打开次文件就会返回文件句柄.只要文件保持打开状态,那么网络的命名空间就可以保持活动状态.文件描述符可以通过 setns 传递.

/proc/pid/ns/uts：该文件是一个符号链接，指向进程的UTS命名空间。

将文件挂载在其他地方可以使pid指定的进程的UTS 命名空间保持活动状态,即使在当前命名空间的所有的进程全部都截止了.打开次文件就会返回文件句柄.只要文件保持打开状态,那么UTS命名空间就可以保持活动状态.文件描述符可以通过 setns 传递

/proc/pid/numa_maps：该文件包含了进程的NUMA内存映射信息。

参见 numa

/proc/pid/oom_adj：该文件包含了进程的OOM（Out of Memory）值，即内存不足时该进程被杀死的优先级。

这个方法用于决定在出现OOM的情况下,哪个进程被杀掉.内核使用该值对进程的oom_score的值进行设定,oom_score的有效取值区间是-17至15.-17将会完全杀死这个进程.正数会增加进程当oom时被杀掉的可能性,负数会减小进程被oom杀掉的可能性.

该文件的默认值是0.新进程会继承其父进程的oom_adj设置.只有具有CAP_SYS_RESOURCE权限的进程才能够更新此文件.

在Linux2.6.36,推荐使用/proc/[pid]/oom_score_adj.

/proc/pid/oom_score：该文件包含了进程的OOM得分，即OOM杀死该进程的优先级。

该文件显示了如果内核出现oom情况时决定杀死该进程时的分数.分数越高意味着进程越容易被杀掉.

/proc/pid/oom_adj_score：该文件包含了进程的OOM值和OOM得分。

这个文件用于调整在内存不足时应该杀掉哪个进程的分数判断.

/proc/pid/root：该文件是一个符号链接，指向进程的根目录。

该值可以用于 chroot 预先设定进程的根文件系统. 这个文件指向当前进程的根目录.作业类似于前面说过的 exe fd/* 等等.在多线程的程序中,如果主线程推出了此符号链接的内容将无法访问.

/proc/pid/smaps：该文件包含了进程的内存使用情况，与/proc/pid/maps文件类似，但提供了更详细的信息。

这个文件显示了每个进程映射的内存消耗.每一个内存消耗都有如下的设置:

08048000-080bc000 r-xp 00000000 03:02 13130 /bin/bash
Size: 464 kB
Rss: 424 kB
Shared_Clean: 424 kB
Shared_Dirty: 0 kB
Private_Clean: 0 kB
Private_Dirty: 0 kB

第一行显示的信息与/proc/[pid]/maps中的映射信息相同.剩下分别表示的是,映射的大小,RAM中当前驻留的映射大小,>> 映射中干净和脏共享页的大小以及映射中干净和脏共享私有页数.只有在启用了CONFIG_MMU内核配置选项时,此文>> 件才会存在.

/proc/pid/stat：该文件包含了进程的状态信息，如进程ID、父进程ID、状态、CPU使用情况等。

关于进程的状态信息.主要是用于 ps 展示.文件中的每一行的含义如下:

pid %d 进程PID

comm %s 可执行文件的文件名

state %c 进程的状态,使用RSDZTW其中一个值表示.R表示正在运行,S表示因为中断休眠,D表示进程处于不可中断的睡眠, When a process will go to ‘D’ state?. Z表示僵尸进程,T表示正在被追踪或者停止,W表示现在正在进行叶交换.

ppid %d 父进程PID

grid %d 进程组ID

session %d 进程的session id

tty_nr %d 进程的控制终端

tpgid %d 进程控制终端的前台进程id

minflt %n 进程因为不需要从磁盘加载内存页而造成的次要故障数

cminflt %u 进程等待子进程造成的次要故障数

majflt %lu 进程需要从磁盘加载内存页造成的故障数

cmajflt %lu 进程等待子进程造成的故障数

utime %lu 进程在用户模式下被调度的时间

stime %lu 进程在内核模式下被调度的时间

cutime %ld 进程在用户模式下等待子进程的时间

cstime %ld 进程在内核模式下等待子进程的时间

nice %ld 参见 setpriority 位于19到-20之间.

num_threads %ld 当前进程的线程数量

vsize %lu 使用的虚拟内存

rss %ld resident set szie的缩写,表示进程在实际内存中的页数,主要是包括了text,data,栈,不包括没有加载到内存中或者已经被换出去的内存大小

rsslim %lu 进程rss的限制

还有一些不常见的字段,就不做说明了

/proc/pid/statm：该文件包含了进程的内存使用信息，如内存大小、共享内存大小、代码大小等。

与/proc/pid/stat文件类似。该文件的内容是一个文本字符串，包含了7个字段，分别是：

size：进程当前使用的总内存大小，单位是页面（page），即4KB。

resident：进程当前使用的常驻内存大小，即驻留集大小，单位是页面。

shared：进程当前使用的共享内存大小，单位是页面。

text：进程代码段的大小，单位是页面。

lib：进程动态链接库的大小，单位是页面。

data：进程数据段和堆的大小，单位是页面。

dt：进程动态加载库的大小，单位是页面。

这些字段的含义如下：

size：进程当前使用的总内存大小，包括常驻内存和非常驻内存，即驻留集大小 + 非驻留集大小。

resident：进程当前使用的常驻内存大小，即驻留集大小。

shared：进程当前使用的共享内存大小，包括共享库和共享内存段。

text：进程代码段的大小。

lib：进程动态加载库的大小。

data：进程数据段和堆的大小。

dt：进程动态加载库的大小，与lib字段相同。

通过读取/proc/pid/statm文件，可以了解进程的内存使用情况，方便进行进程管理和调试。例如，可以通过读取resident字段来了解进程当前使用的常驻内存大小，通过比较size和resident字段来了解进程当前使用的非常驻内存大小，通过读取shared字段来了解进程当前使用的共享内存大小等。

示例提供内存的使用情况.格式如下所示:

_size       (1) total program size
_           (same as VmSize in /proc/[pid]/status)
_resident   (2) resident set size
_           (same as VmRSS in /proc/[pid]/status)
_share      (3) shared pages (i.e., backed by a file)
_text       (4) text (code)
_lib        (5) library (unused in Linux 2.6)
_data       (6) data + stack
_dt         (7) dirty pages (unused in Linux 2.6)

/proc/pid/status：该文件包含了进程的状态信息，如进程的状态、CPU使用情况、内存使用情况等。

以更加可读的形式提供与/proc/pid/stat和/proc/pid/statm一样的信息.以下是示例.

$ cat /proc/$$/status
Name: bash
State: S (sleeping)
Tgid: 3515
Pid: 3515
PPid: 3452
TracerPid: 0
Uid: 1000 1000 1000 1000
Gid: 100 100 100 100
FDSize: 256
Groups: 16 33 100
VmPeak: 9136 kB
VmSize: 7896 kB
VmLck: 0 kB
VmHWM: 7572 kB
VmRSS: 6316 kB
VmData: 5224 kB
VmStk: 88 kB
VmExe: 572 kB
VmLib: 1708 kB
VmPTE: 20 kB
Threads: 1
SigQ: 0/3067
SigPnd: 0000000000000000
ShdPnd: 0000000000000000
SigBlk: 0000000000010000
SigIgn: 0000000000384004
SigCgt: 000000004b813efb
CapInh: 0000000000000000
CapPrm: 0000000000000000
CapEff: 0000000000000000
CapBnd: ffffffffffffffff
Cpus_allowed: 00000001
Cpus_allowed_list: 0
Mems_allowed: 1
Mems_allowed_list: 0
voluntary_ctxt_switches: 150
nonvoluntary_ctxt_switches: 545

VmPeak：代表当前进程运行过程中占用内存的峰值.

VmSize：代表进程现在正在占用的内存

VmLck：代表进程已经锁住的物理内存的大小.锁住的物理内存不能交换到硬盘.

VmHWM：是程序得到分配到物理内存的峰值.

VmRSS：是程序现在使用的物理内存.

VmData：表示进程数据段的大小.

VmStk：表示进程堆栈段的大小.

VmExe：表示进程代码的大小.

VmLib：表示进程所使用LIB库的大小.

VmPTE：占用的页表的大小.

VmSwap：进程占用Swap的大小.

Threads：表示当前进程组的线程数量.

SigPnd：屏蔽位,存储了该线程的待处理信号,等同于线程的PENDING信号.

ShnPnd：屏蔽位,存储了该线程组的待处理信号.等同于进程组的PENDING信号.

SigBlk：存放被阻塞的信号,等同于BLOCKED信号.

SigIgn：存放被忽略的信号,等同于IGNORED信号.

SigCgt：存放捕获的信号,等同于CAUGHT信号.

CapEff：当一个进程要进行某个特权操作时,操作系统会检查cap_effective的对应位是否有效,而不再是检查进程的有效UID是否为0.

CapPrm：表示进程能够使用的能力,在cap_permitted中可以包含cap_effective中没有的能力，这些能力是被进程自己临时放弃的,也可以说cap_effective是cap_permitted的一个子集.

CapInh：表示能够被当前进程执行的程序继承的能力.

CapBnd：是系统的边界能力,我们无法改变它.

Cpus_allowed：3指出该进程可以使用CPU的亲和性掩码,因为我们指定为两块CPU,所以这里就是3,如果该进程指定为4个CPU(如果有话),这里就是F(1111).

Cpus_allowed_list：0-1指出该进程可以使用CPU的列表,这里是0-1.

voluntary_ctxt_switches：表示进程主动切换的次数.

nonvoluntary_ctxt_switches：表示进程被动切换的次数.

/proc/pid/task：该目录包含了当前进程的线程列表，每个线程都有一个对应的子目录。

该目录包含的是进程中的每一个线程.每一个目录的名字是以线程ID命名的(tid).在每一个tid下面的目录结构与/proc/pid下面的目录结构相同.对于所有线程共享的属性,task/tid子目录中的每个文件内容与/proc/pid目录中的相应文件内容相同.例如所有线程中的task/tid/cwd文件和父目录中的/proc/pid/cwd文件内容相同,

因为所有的线程共享一个工作目录.对于每个线程的不同属性,task/tid下相应文件的值也不相同.

这些文件和目录都包含了关于进程的不同方面信息，通过读取它们，可以了解进程的状态、运行情况、资源使用情况、命名空间信息等等，方便进行进程管理和调试。

IV. /proc/pid文件的权限和安全性

/proc/pid是一个虚拟文件系统，它提供了与进程相关的系统信息。每个进程都有一个对应的/proc/pid目录，其中包含了许多文件和子目录，用于提供有关该进程的信息。在Linux系统中，/proc/pid文件的权限和安全性非常重要。

/proc/pid文件的权限

在Linux系统中，/proc/pid文件的权限由内核控制。默认情况下，只有root用户才能访问其他用户的/proc/pid目录。这是因为/proc/pid目录包含了许多敏感信息，如进程的内存映射、打开的文件、网络连接等。如果其他用户可以访问这些信息，可能会导致安全问题。

如果需要允许其他用户访问/proc/pid文件，可以通过更改文件权限或使用访问控制列表（ACL）来实现。但是，这样做可能会导致系统安全问题，因此需要谨慎处理。

为了保护/proc/pid文件的安全性，Linux系统提供了一些安全机制，如SELinux和AppArmor。这些机制可以帮助管理员加强对/proc/pid文件的访问控制，从而提高系统的安全性。

需要注意的是，即使只有root用户可以访问/proc/pid文件，但如果系统中存在恶意软件或攻击者，他们可能会通过各种手段获取/proc/pid文件中的信息，从而导致系统安全问题。因此，在保护/proc/pid文件的安全性方面，不仅仅是访问权限的控制，还需要综合考虑系统的整体安全性。

/proc/pid文件的安全性

由于/proc/pid文件包含了有关进程的敏感信息，因此对其进行保护非常重要。Linux系统通过内核控制/proc/pid文件的访问权限，以确保只有授权用户可以访问这些文件。此外，Linux系统还提供了许多安全工具和技术，如SELinux和AppArmor，以进一步保护/proc/pid文件的安全性。

需要注意的是，即使只有root用户可以访问/proc/pid文件，但如果系统中存在恶意软件或攻击者，他们可能会通过各种手段获取/proc/pid文件中的信息，从而导致系统安全问题。因此，在保护/proc/pid文件的安全性方面，不仅仅是访问权限的控制，还需要综合考虑系统的整体安全性。

V. /proc/pid的应用

/proc/pid是Linux系统中非常重要的一个虚拟文件系统，它提供了与进程相关的系统信息。/proc/pid文件可以用于许多用途，如进程监控和调试、进程性能分析和系统安全检测等。

进程监控和调试

在Linux系统中，/proc/pid文件可以用于进程监控和调试。管理员可以使用/proc/pid文件中的信息来了解进程的运行状态、资源使用情况和性能特征，从而帮助诊断和解决问题。例如，管理员可以使用/proc/pid文件中的状态信息来了解进程是否在运行、是否被挂起或停止，还可以使用/proc/pid文件中的内存映射信息来了解进程的内存使用情况。

进程性能分析

/proc/pid文件还可以用于进程性能分析。管理员可以使用/proc/pid文件中的信息来了解进程的性能特征，从而帮助优化系统性能。例如，管理员可以使用/proc/pid文件中的CPU使用情况和内存使用情况等信息来了解进程的资源使用情况，从而帮助识别性能瓶颈并进行优化。

系统安全检测

/proc/pid文件还可以用于系统安全检测。管理员可以使用/proc/pid文件中的信息来了解进程的运行状态和行为，从而帮助检测系统中的安全问题。例如，管理员可以使用/proc/pid文件中的网络连接信息来了解进程的网络行为，从而帮助检测是否存在未经授权的网络连接或恶意行为。

总之，/proc/pid文件是Linux系统中非常重要的一个虚拟文件系统，它提供了与进程相关的系统信息。/proc/pid文件可以用于许多用途，如进程监控和调试、进程性能分析和系统安全检测等，帮助管理员更好地管理和维护系统。

简单的C++获取获取示例

ProcPidHandler.h

#ifndef PROCPIDHANDLER_H
#define PROCPIDHANDLER_H
#include <string>
class ProcPidHandler { 
public:
    /**
     * 构造函数，接受一个进程ID作为参数。
     *
     * @param[in] pid 要处理的进程ID。
     */
    explicit ProcPidHandler(int pid);
    /**
     * 获取进程的指定信息。
     *
     * @tparam T 信息类型。
     * @param[in] infoType 要获取的信息类型。
     * @return 进程的指定信息。
     */
    template <typename T>
    T getInfo(const std::string& infoType) const;
private:
    int pid_;  // 进程ID };
#endif  // PROCPIDHANDLER_H

在这个示例中，getInfo()方法是一个模板方法，它接受一个字符串参数，表示要获取的信息类型，然后返回相应类型的信息。这样，你可以使用同一个方法来获取不同类型的信息，只需要传入不同的参数即可。

然而，这个示例仍然是非常基础的，你可能需要根据你的具体需求来修改或扩展这个类。例如，你可能需要添加错误处理代码，或者添加更多的方法来处理更复杂的情况。

这是一个基本的C++类源文件的示例，用于处理/proc/pid的信息。这个类被命名为ProcPidHandler，它有一个构造函数，接受一个pid作为参数，并有一个模板方法用于获取不同的/proc/pid信息。

ProcPidHandler.cpp

#include "ProcPidHandler.h"
#include <fstream>
#include <sstream>
ProcPidHandler::ProcPidHandler(int pid) : pid_(pid) {}
template <typename T> T ProcPidHandler::getInfo(const std::string& infoType) const {
    std::stringstream ss;
    ss << "/proc/" << pid_ << "/" << infoType;
    std::ifstream file(ss.str());
    if (!file) {
        throw std::runtime_error("Unable to open file: " + ss.str());
    }
    T info;
    file >> info;
    return info; 
    }

在这个示例中，getInfo()方法是一个模板方法，它接受一个字符串参数，表示要获取的信息类型，然后返回相应类型的信息。这样，你可以使用同一个方法来获取不同类型的信息，只需要传入不同的参数即可。

注意，这只是一个基本的示例，你可能需要根据你的具体需求来修改或扩展这个类。例如，你可能需要添加错误处理代码，或者添加更多的方法来获取其他/proc/pid信息。

VI. 结论

/proc/pid是Linux系统中一个非常重要的虚拟文件系统，它提供了与进程相关的系统信息。/proc/pid文件可以用于许多用途，如进程监控和调试、进程性能分析和系统安全检测等，帮助管理员更好地管理和维护系统。总之，/proc/pid的作用和重要性如下：

提供进程相关的系统信息：/proc/pid目录提供了与特定进程相关的系统信息，如进程状态、内存使用情况、资源限制、网络连接等，帮助管理员了解进程的运行情况和行为。

支持进程监控和调试：管理员可以使用/proc/pid文件中的信息来了解进程的运行状态、资源使用情况和性能特征，从而帮助诊断和解决问题。

支持进程性能分析：管理员可以使用/proc/pid文件中的信息来了解进程的性能特征，从而帮助优化系统性能。

支持系统安全检测：管理员可以使用/proc/pid文件中的信息来了解进程的运行状态和行为，从而帮助检测系统中的安全问题，如恶意软件、未经授权的网络连接等。

为了更好地使用/proc/pid文件，管理员可以使用一些相关的命令和工具，如：

ps命令：用于列出当前系统中的进程，包括进程ID、进程名、父进程ID等信息。

top命令：用于实时监控系统中的进程，包括CPU使用情况、内存使用情况等信息。

lsof命令：用于列出当前系统中打开的文件和进程，包括文件描述符、进程ID等信息。

strace命令：用于跟踪进程的系统调用和信号，帮助调试和诊断进程问题。

总之，/proc/pid文件是Linux系统中一个非常有用的工具，它可以帮助管理员更好地了解和管理系统和进程，从而提高系统的稳定性和安全性

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深度剖析Linux进程的内部机制：一探/proc/pid的奥秘

I. 介绍/proc目录

/proc目录的作用

/proc目录结构

II. /proc/pid目录

/proc/pid目录的作用

/proc/pid目录结构

III. 常见的/proc/pid信息

/proc/pid/attr:安全相关的选项

/proc/pid/autogroup：该目录包含了进程的自动分组信息。

/proc/pid/auxv：该文件包含了进程的辅助向量信息。

/proc/pid/cgroup：该文件包含了进程所在的控制组信息。

/proc/pid/clear_refs：该文件用于清除进程使用的匿名内存页的引用计数。

/proc/pid/cmdline：该文件包含了进程启动时使用的命令行参数。

/proc/pid/comm：该文件包含了进程的命令名。

/proc/pid/coredump_filter：该文件包含了进程的转储核心过滤器。

/proc/pid/cpuset：该文件包含了进程所在的CPU集合信息。

/proc/pid/cwd：该文件是一个符号链接，指向当前进程的工作目录。

/proc/pid/environ：该文件包含了进程的环境变量列表。

/proc/pid/exe：该文件是一个符号链接，指向当前进程正在执行的可执行文件。

/proc/pid/fd：该目录包含了当前进程打开的文件描述符列表。

/proc/pid/fdinfo：该目录包含了当前进程打开的文件描述符信息。

/proc/pid/limits：该文件包含了进程的资源限制信息。

/proc/pid/maps：该文件包含了进程的内存映射信息。

/proc/pid/mem：该文件包含了进程在内存中的内容。

/proc/pid/mountinfo：该文件包含了进程所挂载的文件系统信息。

/proc/pid/mounts：该文件包含了进程所挂载的文件系统信息，与mountinfo文件类似。

/proc/pid/mountstas：该文件包含了进程所挂载的文件系统的统计信息。

/proc/pid/ns/：该目录包含了进程的命名空间信息。

/proc/pid/ns/ipc：该文件是一个符号链接，指向进程的IPC命名空间。

/proc/pid/ns/net：该文件是一个符号链接，指向进程的网络命名空间。

/proc/pid/ns/uts：该文件是一个符号链接，指向进程的UTS命名空间。

/proc/pid/numa_maps：该文件包含了进程的NUMA内存映射信息。

/proc/pid/oom_adj：该文件包含了进程的OOM（Out of Memory）值，即内存不足时该进程被杀死的优先级。

/proc/pid/oom_score：该文件包含了进程的OOM得分，即OOM杀死该进程的优先级。

/proc/pid/oom_adj_score：该文件包含了进程的OOM值和OOM得分。

/proc/pid/root：该文件是一个符号链接，指向进程的根目录。

/proc/pid/smaps：该文件包含了进程的内存使用情况，与/proc/pid/maps文件类似，但提供了更详细的信息。

/proc/pid/stat：该文件包含了进程的状态信息，如进程ID、父进程ID、状态、CPU使用情况等。

/proc/pid/statm：该文件包含了进程的内存使用信息，如内存大小、共享内存大小、代码大小等。

/proc/pid/status：该文件包含了进程的状态信息，如进程的状态、CPU使用情况、内存使用情况等。

/proc/pid/task：该目录包含了当前进程的线程列表，每个线程都有一个对应的子目录。

IV. /proc/pid文件的权限和安全性

/proc/pid文件的权限

/proc/pid文件的安全性

V. /proc/pid的应用

进程监控和调试

进程性能分析

系统安全检测

简单的C++获取获取示例

ProcPidHandler.h

ProcPidHandler.cpp

VI. 结论

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