Linux進程

進程介紹

1. 進程的基本概念

• 定義：進程是程序的一次執行過程，擁有獨立的地址空間、資源（如內存、文件描述符）和唯一的進程 ID（PID）。

• 組成：

  • 代碼段：程序的指令。

  • 數據段：全局變量和靜態變量。

  • 堆棧段：局部變量和函數調用信息。

  • 進程控制塊（PCB）：內核數據結構（如?task_struct），存儲進程狀態、PID、優先級等信息。

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2. 進程的生命周期

Linux 進程通常有以下狀態（可通過?ps?命令查看）：

• R (Running)：正在運行或可運行（就緒）。

• S (Sleeping)：可中斷的睡眠（等待事件，如 I/O）。

• D (Uninterruptible Sleep)：不可中斷的睡眠（通常等待硬件操作）。

• T (Stopped)：被信號（如?SIGSTOP）暫停。

• Z (Zombie)：已終止但父進程未回收資源。

• X (Dead)：完全終止（不可見）。

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3. 進程相關命令

查看進程

• ps：查看當前進程快照。

  bash

  復制

  下載

  ps aux       # 查看所有進程詳細信息
  ps -ef       # 查看完整格式的進程列表

• top/htop：動態查看進程資源占用（CPU、內存等）。

• pstree：以樹形結構顯示進程關系。

管理進程

• kill：發送信號終止或控制進程。

  bash

  復制

  下載

  kill -9 PID   # 強制終止進程（SIGKILL）
  kill -15 PID  # 優雅終止（SIGTERM）

• nice/renice：調整進程優先級（Nice 值范圍：-20 到 19，值越低優先級越高）。

• bg/fg：控制進程后臺/前臺運行。

查找進程

• pgrep：根據名稱查找 PID。

  bash

  復制

  下載

  pgrep nginx

• pidof：獲取正在運行的程序的 PID。

  bash

  復制

  下載

  pidof sshd

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4. 進程間通信（IPC）

Linux 進程可以通過以下方式通信：

• 信號（Signals）：如?SIGINT（Ctrl+C）、SIGKILL。

• 管道（Pipe）：匿名管道（|）或命名管道（mkfifo）。

• 共享內存：高效的數據共享。

• 消息隊列：存儲在內核中的消息鏈表。

• 套接字（Socket）：跨網絡通信。

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5. 前臺與后臺進程

• 前臺進程：占用終端，接收輸入（如直接運行?vim）。

• 后臺進程：不占用終端，以?&?啟動：

  bash

  復制

  下載

  sleep 60 &

• 切換狀態：

  • Ctrl + Z：暫停進程并轉入后臺。

  • jobs：查看后臺作業。

  • fg %n：將后臺作業?n?切換到前臺。

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6. 守護進程（Daemon）

• 長期運行的后臺服務進程（如?sshd、nginx）。

• 特點：

  • 脫離終端（由?init?或?systemd?管理）。

  • 通常以 root 權限運行。

• 創建方式：通過?fork()?兩次并脫離控制終端。

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7. 僵尸進程與孤兒進程

• 僵尸進程：子進程終止后，父進程未調用?wait()?回收其資源。解決：

  bash

  復制

  下載

  kill -HUP PPID   # 重啟父進程

• 孤兒進程：父進程先終止，子進程由?init（PID 1）接管。

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8. 系統調用與進程管理

Linux 提供以下關鍵系統調用：

• fork()：創建子進程。

• exec()：替換當前進程映像。

• wait()：父進程等待子進程終止。

main函數定義：

多進程代碼示例

system創建子進程

fork ——system底層

execve進程跳轉