一、進程概念

在 Linux 系統中，??進程（Process）?? 是程序執行的動態實例，是操作系統進行資源分配和調度的基本單位。
??1. 程序 vs 進程??
??程序（Program）??：是靜態的代碼集合（如二進制可執行文件 /bin/ls），存儲在磁盤上，不占用系統資源（如 CPU、內存）。
??進程（Process）??：是程序被加載到內存后??動態運行??的狀態，是操作系統管理的“活”的實體。同一程序可被多次執行，生成多個獨立的進程（如同時打開多個 bash 終端）。

二、進程的核心特性

??1. 動態性??：進程是程序執行的動態過程，有生命周期（創建→運行→終止）。
??2. 并發性??：多個進程可在同一時間段內交替運行（宏觀并行，微觀串行），由操作系統調度實現。
??3. 獨立性??：每個進程擁有獨立的資源空間（如內存、文件句柄），通過內核隔離，一個進程崩潰不影響其他進程（除非涉及共享資源）、一個進程也無法直接訪問其他進程內存的資源。
??4. 異步性??：進程的執行順序由操作系統調度決定，具有不確定性（受優先級、資源競爭等因素影響）。

三、進程狀態與切換

Linux 進程的狀態反映了其當前的活動情況，常見狀態包括：

狀態轉換示例??：

1. 新進程通過 fork() 創建 → 進入 R（就緒）或直接運行（若 CPU 空閑）。
2. 進程因 I/O 請求進入 S（可中斷睡眠），I/O 完成后被喚醒回 R。
3. 進程收到 SIGKILL 信號 → 強制終止，釋放資源（避免變為僵尸）。
4. 父進程未調用 wait() 回收子進程 → 子進程終止后變為 Z（僵尸）。

四、進程的描述：進程控制塊（PCB）??

Linux 內核通過 ??task_struct 結構體??（進程控制塊，PCB）描述進程的所有信息，存儲于內核內存中。關鍵字段包括：

??1. 標識信息??：進程 ID（PID，進程的唯一標識）、父進程 ID（PPID）、用戶 ID（UID）、組 ID（GID）。
2. ??狀態信息??：當前狀態（如 R/S/Z）、退出狀態碼（終止原因）。
??3. 資源信息??：虛擬內存映射（mm_struct）、打開的文件描述符表（files_struct）、信號處理方式（signal_struct）。
??4. 調度信息??：優先級（nice 值）、CPU 占用時間（utime/stime）、調度策略（如 CFS 公平調度）。
??5. 上下文信息??：寄存器值（如程序計數器 PC、棧指針 SP）、浮點運算狀態（用于進程切換時保存現場）。

??五、進程的創建與終止??

??1. 進程創建??
Linux 中進程通過 fork() 系統調用創建，遵循“??寫時復制（Copy-On-Write）??”原則：

父進程調用 fork() 后，內核復制父進程的 PCB 和內存頁表（初始時共享物理內存），生成子進程。
子進程從 fork() 的返回值開始往后執行（fork()系統調用，在父進程的代碼是返回子進程 PID，在子進程的代碼中則是返回 0）。
實際內存復制僅在子進程修改內存時發生（提高效率）。

明明是父進程調用了fork，為什么fork在子進程中也返回了一直值？而且值是0，和父進程的不一樣？
解釋： 從內核源碼（如 Linux 的 fork() 實現）來看，fork() 的返回值是通過??修改調用者的寄存器狀態??實現的：

1. 當父進程調用 fork() 時，內核會復制父進程的上下文到子進程，并分別設置兩個進程的“返回寄存器”：

2. 父進程的返回寄存器被設置為子進程的 PID（正數）。子進程的返回寄存器被設置為 0（表示無錯誤且是子進程）。因此，父進程和子進程在 fork() 后從同一條指令繼續執行，但由于寄存器中的返回值不同，它們的后續邏輯會分道揚鑣。