一、进程概念
课本概念：程序的一个执行实例，正在执行的程序等
内核观点：担当分配系统资源（CPU时间，内存）的实体
当代码进行编译链接等操作后就会生成一个可执行程序，这个可执行程序本质上也是一个文件，存放在磁盘上。当使这个可执行程序运行起来，本质上是将这个程序加载到内存当中了，因为只有加载到内存后，CPU才能对其进行逐行的语句执行，而一旦将这个程序加载到内存后，我们就不应该将这个程序再叫做程序了，严格意义上将应该将其称之为进程。
并且进程与程序并不一定是对应的，一个程序可以同时运行多次，也就有了多个进程。
竞争性: 系统进程数目众多，而CPU资源只有少量，甚至1个，所以进程之间是具有竞争属性的。为了高效完成任务，更合理竞争相关资源，便具有了优先级
独立性: 多进程运行，需要独享各种资源，多进程运行期间互不干扰
并行: 多个进程在多个CPU下分别，同时进行运行，这称之为并行
并发: 多个进程在一个CPU下采用进程切换的方式，在一段时间之内，让多个进程都得以推进，称之为并发
二、描述进程PCB
我们的电脑上存在着大量的进程，这时就需要操作系统来进行管理。如何管理呢？先描述，再组织
操作系统将每一个进程都进行描述，形成了一个个的进程控制块（PCB，本质上是一个结构体），并将这些PCB以双向链表的形式组织起来。
PCB实际上是对进程控制块的统称，Linux当中的进程控制块为 task_struct，task_struct当中主要包含以下信息:
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(pc)：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，使用的时钟总和，时间限制，记账号等。
其他信息： ……
三、查看进程
3.1 通过系统目录查看
在根目录下有一个名为proc的系统目录，该目录中包含大量进程信息。其中有些子目录的目录名为数字，这些数字其实是某一进程的PID，对应文件夹当中记录着对应进程的各种信息。若想查看PID为1的进程的进程信息，则查看名字为1的文件夹即可。
3.2 通过ps命令查看
ps命令的具体使用可以使用man 1 ps命令查看文档
在Linux操作系统下使用ps -l命令会出现下列这种情况。
UID：代表执行者的身份。
PID：代表这个进程的代号。
PPID：代表这个进程是由哪个进程发展衍生而来的，亦即父进程的代号。
PRI：代表这个进程可被执行的优先级，其值越小越早被执行。
NI：代表这个进程的nice值。
四、进程状态
Linux操作系统的源代码当中对于进程状态有如下定义：
static const char *task_state_array[] = { "R (running)", /* 0*/ "S (sleeping)", /* 1*/ "D (disk sleep)", /* 2*/ "T (stopped)", /* 4*/ "T (tracing stop)", /* 8*/ "Z (zombie)", /* 16*/ "X (dead)" /* 32*/ };
运行状态R
所有处于运行状态的进程(即可被调度的进程)，都被放到运行队列当中。当操作系统需要切换进程运行时，就直接在运行队列中选取进程运行。一个进程处于运行状态(running)，并不意味着进程一定处于运行当中。运行状态表明一个进程要么在运行中，要么在运行队列里。即可以同时存在多个R状态的进程
睡眠状态S
意味着进程在等待事件完成（该睡眠状态也可称为可中断睡眠）
譬如当进程循环向屏幕输出时，由于CPU的处理速度极快，但显示器的速度较慢，导致进程需等待显示器这个资源(CPU此时会处理别的进程)。此时该进程会在运行状态和睡眠状态不断切换，但由于CPU的高速导致我们观测时大概率会看见睡眠状态
#include <stdio.h> int main() { while(1){ printf("handsome boy!\n"); } return 0; }
显示状态时有个+号表示该进程是前台进程，若没有则是后台进程。
处于该睡眠状态下的进程是可以被杀死的，譬如使用kill命令发送信号
磁盘休眠状态D
一个进程处于磁盘休眠状态，表示该进程不会被杀掉，即便是操作系统也不行，只有该进程自动苏醒才可以杀死 。也可称为不可中断睡眠状态（uninterruptible sleep），处于这个状态的进程通常会等待IO的结束。
譬如，某一进程要求对磁盘进行写入操作，那么在磁盘进行写入期间，该进程就处于深度睡眠状态，是不可被杀掉的。因为该进程需要等待磁盘的回复（是否写入成功）以做出相应的应答。
使用dd命令可以模拟磁盘休眠状态
暂停状态T
在Linux当中，我们可以通过发送SIGSTOP信号使进程进入暂停状态，发送SIGCONT信号可以让处于暂停状态的进程继续运行。
僵尸状态Z
当一个进程将要退出的时候，在系统层面，该进程曾经申请的资源并不是立即被释放，而是要暂时存储一段时间，以供操作系统或是其父进程进行读取，如果退出信息一直未被读取，则相关数据是不会被释放掉的，一个进程若是正在等待其退出信息被读取，那么我们称该进程处于僵尸状态。（进程的退出信息存储在该进程的task_struct中）
僵尸状态的存在是必要的，因为进程被创建的目的就是完成某项任务，那么当任务完成的时候，调用方是应该知道任务的完成情况的，所以必须存在僵尸状态，使得调用方得知任务的完成情况，以便进行相应的后续操作。
死亡状态X
死亡状态只是一个返回状态，当一个进程的退出信息被读取后，该进程所申请的资源就会立即被释放，该进程也就不存在了，所以几乎不会在任务列表当中看到死亡状态。
阻塞(拓展)
进程运行时是被CPU调度的。即进程在调度时是需要用到CPU资源的，每个CPU都有一个运行等待队列（runqueue），CPU在运行时就是从该队列中获取进程进行调度的
在运行等待队列中的进程本质上就是在等待CPU资源，实际上不止是等待CPU资源如此，等待其他资源也是如此，比如锁的资源、磁盘的资源、网卡的资源等等，都有各自对应的资源等待队列
对应到Linux中的状态，阻塞即 睡眠状态S 与 磁盘休眠状态D
五、僵尸进程与孤儿进程
5.1 僵尸进程
5.1.1 僵尸进程的概念
一个进程若是正在等待其退出信息被读取，那么我们称该进程处于僵尸状态。而处于僵尸状态的进程，就是僵尸进程。
如下代码，fork函数创建的子进程在打印5次信息后会退出，而父进程会一直打印信息。即子进程退出了，父进程还在运行，但父进程没有读取子进程的退出信息，那么子进程就进入了僵尸状态。
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> int main() { pid_t id = fork(); if(id == 0) { int count = 5; while(count){ printf("I am child...PID:%d, PPID:%d, count:%d\n", getpid(), getppid(), count); sleep(1); count--; } printf("child quit...\n"); exit(1); } else if(id > 0) { while(1){ printf("I am father...PID:%d, PPID:%d\n", getpid(), getppid()); sleep(1); } } else{ exit(-1); } return 0; }
5.1.2 僵尸进程的危害
若父进程一直不读取进程的退出信息，那么子进程将一直处于僵尸状态。
僵尸进程的退出信息被保存在task_struct中，若僵尸状态一直不退出，PCB就需一直维护。
若是一个父进程创建了很多子进程，但都不进行回收，那么就会造成资源浪费。
僵尸进程申请的资源无法进行回收，那么僵尸进程越多，实际可用的资源就越少，僵尸进程会导致内存泄漏。
5.2 孤儿进程
若父进程先退出，那么将来子进程进入僵尸状态时就没有父进程对其进行处理，此时该子进程就称之为孤儿进程。若是一直不处理孤儿进程的退出信息，那么孤儿进程就会一直占用资源，此时就会造成内存泄漏。因此，当出现孤儿进程的时候，孤儿进程会被1号init进程领养，此后当孤儿进程进入僵尸状态时就由int进程进行处理回收。
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> int main() { pid_t id = fork(); if(id == 0){ //child int count = 5; while(1){ printf("I am child...PID:%d, PPID:%d\n", getpid(), getppid(), count); sleep(1); } } else if(id > 0){ //father int count = 5; while(count){ printf("I am father...PID:%d, PPID:%d, count:%d\n", getpid(), getppid(), count); sleep(1); count--; } printf("father quit...\n"); exit(0); } else{ //fork error exit(-1); } return 0; }
由于孤儿进程会被init1号进程领养，其并不会造成危害。
