Linux進(jìn)程的概念說明

　　進(jìn)程是 Linux 操作系統(tǒng)中最重要的基本概念之一，這一節(jié)我們將了解學(xué)習(xí) Linux 進(jìn)程的一些基礎(chǔ)知識。

　　進(jìn)程是運行在 Linux 中的程序的一個實例。這是一個你之前就可能已經(jīng)聽說過的基本定義。

　　當(dāng)你在 Linux 系統(tǒng)中執(zhí)行一個程序時，系統(tǒng)會為這個程序創(chuàng)建特定的環(huán)境。這個環(huán)境包含系統(tǒng)運行這個程序所需的任何東西。

　　每當(dāng)你在 Linux 中執(zhí)行一個命令，它都會創(chuàng)建，或啟動一個新的進(jìn)程。比如，當(dāng)你嘗試運行命令“l(fā)s -l”來列出目錄的內(nèi)容時，你就啟動了一個進(jìn)程。如果有兩個終端窗口顯示在屏幕上，那么你可能運行了兩次同樣的終端程序，這時會有兩個終端進(jìn)程。

　　每個終端窗門可能都運行了一個 Shell，每個運行的 Shell 都分別是一個進(jìn)程。當(dāng)你從 Shell 調(diào)用一個命令時，對應(yīng)的程序就會在一個新進(jìn)程中執(zhí)行，當(dāng)這個程序的進(jìn)程執(zhí)行完成后，Shell 的進(jìn)程將恢復(fù)運行。

　　操作系統(tǒng)通過被稱為 PID 或進(jìn)程 ID 的數(shù)字編碼來追蹤進(jìn)程。系統(tǒng)中的每一個進(jìn)程都有一個唯一的 PID。

　　現(xiàn)在我們通過一個實例來了解 Linux 中的進(jìn)程。我們在 Shell 命令行下執(zhí)行如下命令：

　　［c.biancheng.net］$ sleep 10 &

　?。?］ 3324

　　因為程序會等待 10 秒，所以我們快速地在當(dāng)前 Shell 上查找任何進(jìn)程名為 sleep 的進(jìn)程：

　?。踓.biancheng.net］$ ps -ef | grep sleep

　　mozhiyan 3324 5712 cons1 17:11:46 /usr/bin/sleep

　　我們看到進(jìn)程名為 /usr/bin/sleep 的進(jìn)程正運行在系統(tǒng)中（其 PID 與我們在上一命令中得到的 PID 相同）。

　　現(xiàn)在，我們嘗試并行地從 3 個不同的終端窗口運行上述的 sleep 命令，上述命令的輸出將類似如下所示：

　?。踓.biancheng.net］$ ps -ef | grep sleep

　　mozhiyan 896 5712 cons1 17:16:51 /usr/bin/sleep

　　mozhiyan 5924 5712 cons1 17:16:52 /usr/bin/sleep

　　mozhiyan 2424 5712 cons1 17:16:50 /usr/bin/sleep

　　我們看到 sleep 程序的每一個實例都創(chuàng)建了一個單獨的進(jìn)程。

　　每個 Linux 進(jìn)程還有另一個 ID 號碼，即父進(jìn)程的 ID（ppid）。系統(tǒng)中的每一個用戶進(jìn)程都有一個父進(jìn)程。

　　命令“ps -f”就會列出進(jìn)程的 PID 和 PPID。此命令的輸出類似如下所示：

　　［c.biancheng.net］$ ps -f

　　UID PID PPID TTY STIME COMMAND

　　mozhiyan 4124 228 cons0 21:37:09 /usr/bin/ps

　　mozhiyan 228 1 cons0 21:32:23 /usr/bin/bash

　　你在 Shell 命令行提示符下運行的命令都把當(dāng)前 Shell 的進(jìn)程作為父進(jìn)程。例如，你在 Shell 命令行提示符下輸入 ls 命令，Shell 將執(zhí)行 ls 命令，此時 Linux 內(nèi)核會復(fù)制 Shell 的內(nèi)存頁，然后執(zhí)行 ls 命令。

　　在 Unix 中，每一個進(jìn)程是使用 fork 和 exec 方法創(chuàng)建的。然而，這種方法會導(dǎo)致系統(tǒng)資源的損耗。

　　在 Linux 中，fork 方法是使用寫時拷貝內(nèi)存頁實現(xiàn)的，所以它導(dǎo)致的僅是時間和復(fù)制父進(jìn)程的內(nèi)存頁表所需的內(nèi)存的損失，并且會為子進(jìn)程創(chuàng)建一個唯一的任務(wù)結(jié)構(gòu)。

　　寫時拷貝模式在創(chuàng)建新進(jìn)程時避免了創(chuàng)建不必要的結(jié)構(gòu)拷貝。例如，用戶在 Shell 命令行提示符下輸出 ls 命令，Linux 內(nèi)核將會創(chuàng)建一個 Shell 的子進(jìn)程，即 Shell 的進(jìn)程是父進(jìn)程，而 ls 命令的進(jìn)程是子進(jìn)程，ls 命令的進(jìn)程會指向與此 Shell 相同的內(nèi)存頁，然后子進(jìn)程使用寫時拷貝技術(shù)執(zhí)行 ls 命令。

　　前臺進(jìn)程和后臺進(jìn)程

　　當(dāng)你啟動一個進(jìn)程時（運行一個命令），可以如下兩種方式運行該進(jìn)程：

　　前臺進(jìn)程

　　后臺進(jìn)程

　　默認(rèn)情況下，你啟動的每一個進(jìn)程都是運行在前臺的。它從鍵盤獲取輸入并發(fā)送它的輸出到屏幕。

　　當(dāng)一個進(jìn)程運行在前臺時，我們不能在同一命令行提示符下運行任何其他命令（啟動任何其他進(jìn)程），因為在程序結(jié)束它的進(jìn)程之前命令行提示符不可用。

　　啟動一個后臺進(jìn)程最簡羊的方法是添加一個控制操作符“&”到命令的結(jié)尾。例如，如下命令將啟動一個后臺進(jìn)程：

　　［c.biancheng.net］$ sleep 10 &

　?。?］ 5720

　　現(xiàn)在 sleep 命令被放在后臺運行。當(dāng) Bash 在后臺啟動一個作業(yè)時，它會打印一行內(nèi)容顯示作業(yè)編號（［1］）和進(jìn)程號（PID-5720）。當(dāng)作業(yè)完成時，作業(yè)會發(fā)送類似如下的信息到終端程序，來顯示此作業(yè)已完成，其內(nèi)容類似如下所示：

　?。?］+ Done sleep 10

　　將進(jìn)程放在后臺運行的好處是：你可以繼續(xù)運行其他命令，而不需要等待此進(jìn)程運行完成再運行其他命令。

　　進(jìn)程的狀態(tài)

　　每個 Linux 進(jìn)程都有它自己的生命周期，比如，創(chuàng)建、執(zhí)行、結(jié)束和清除。每個進(jìn)程也都有各自的狀態(tài)，顯示進(jìn)程中當(dāng)前正發(fā)生什么。

　　進(jìn)程可以有如下幾種狀態(tài)：

　　D（不可中斷休眠狀態(tài)）——進(jìn)程正在休眠并且不能恢復(fù)，直到一個事件發(fā)生為止。

　　R（運行狀態(tài)）——進(jìn)程正在運行。

　　S（休眠狀態(tài)）——進(jìn)程沒有在運行，而在等待一個事件或是信號。

　　T（停止?fàn)顟B(tài)）——進(jìn)程被信號停止，比如，信號 SIGINT 或 SIGSTOP。

　　Z（僵死狀態(tài)）——標(biāo)記為 《defunct》 的進(jìn)程是僵死的進(jìn)程，它們之所以殘留是因為它們的父進(jìn)程適當(dāng)?shù)劁N毀它們。如果父進(jìn)程退出，這些進(jìn)程將被 init 進(jìn)程銷毀。

　　若要查看指定進(jìn)程的狀態(tài)，可以使用如下命令：

　　ps -C processName -o pid=，cmd，stat

　　例如：

　?。踓.biancheng.net］$ ps -C sleep -o pid=，cmd，stat

　　CMD STAT

　　9434 sleep 20 S