Linux进程，先理解其概念与PCB结构，掌握查看进程命令如ps、ls /proc，熟悉fork创建子进程及进程状态变化，通过实践命令和编写简单代码加深认识
Linux进程是深入理解和掌握Linux操作系统的关键步骤，进程不仅是系统资源管理的核心，也是实现多任务处理的基础，以下是一份详细的学习指南,帮助你逐步掌握Linux进程的相关知识和操作。
理解基本概念
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进程的定义
- 狭义定义：进程是正在运行的程序的实例。
- 广义定义：进程是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集合的一次运行活动,是操作系统动态执行的基本单元。
- 内核观点：担当分配系统资源（CPU时间、内存）的实体。
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进程与程序的区别
- 程序：静态的概念,如磁盘中的可执行文件。
- 进程：程序的一次运行活动，是动态的概念，包括程序代码、数据、PCB（进程控制块）等。
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PCB（进程控制块）：在Linux中，PCB是一个叫做
task_struct的结构体，包含了进程的所有属性，如进程标识符（PID）、进程状态信息、优先级、程序计数器、内存指针等。
查看进程
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使用ps命令
ps aux：查看所有进程的详细信息。ps -aux | grep (可执行程序名)：根据程序名过滤进程。ps ajx：以树状结构显示进程关系。
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使用top命令
top：实时监测进程信息,默认按CPU使用率排序。- 主要字段：PID（进程号）、USER（属主）、PR（优先级）、NI（谦让度）、VIRT（虚拟内存）、RES（物理内存）、S（状态）、%CPU（CPU使用率）、%MEM（内存使用率）、TIME+（CPU时间）、COMMAND（命令行名称）。
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通过/proc文件系统查看
ls /proc：查看所有进程的目录,每个目录名对应一个进程的PID。ll /proc/(标识符)：查看特定进程的详细信息，重点关注cwd（当前工作目录）和exe（可执行程序路径）。
进程的基本操作
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获取进程标识符
getpid()：获取当前进程的PID。getppid()：获取当前进程的父进程PID。
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创建进程
- fork函数：用于创建子进程，返回值在父进程中为子进程的PID，在子进程中为0。
- 示例代码：
#include <stdio.h> #include <unistd.h> int main() { pid_t id = fork(); if(id == 0) { // 子进程 printf("我是子进程，我的pid是%d ", getpid()); } else { // 父进程 printf("我是父进程，我的pid是%d ", getpid()); } return 0; } - fork函数调用成功后，父子进程的代码共享，但数据各自开辟空间,采用写时拷贝机制。
- 示例代码：
- fork函数：用于创建子进程，返回值在父进程中为子进程的PID，在子进程中为0。
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修改进程路径
chdir("(路径)")：修改当前进程的工作目录，需要包含头文件<unistd.h>。
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终止进程
kill -9 (进程标识符)：强制终止指定进程。ctrl + c：在命令行中终止当前进程。
进程状态
常见的进程状态包括：创建、就绪、运行、阻塞、终止、挂起,重点理解以下三种状态：
- 运行状态：进程在CPU上执行或在运行队列中等待调度。
- 阻塞状态：进程等待某种资源或设备就绪,此时PCB从运行队列移至设备的等待队列。
- 挂起状态：进程被暂时停止,通常用于调试或资源限制。
父子进程关系
- 父进程与子进程：一个进程通过系统调用创建出的另一个进程称为子进程,原进程称为父进程。
- 写时拷贝：父子进程初始时共享代码和数据，但当任意一方试图写入时，会拷贝一份独立的数据副本,保证进程独立性。
学习资源与实践建议
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学习资源
- 书籍：《鸟哥的Linux私房菜》、《Linux程序设计》等。
- 在线教程：Linux官方网站、各大技术社区的教程。
- 实验环境：在虚拟机或云服务器上安装Linux系统,进行实际操作。
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实践建议
- 编写简单程序：使用C语言编写简单的进程创建、查看、终止等程序,加深对进程的理解。
- 分析系统进程：使用
ps、top等命令分析系统中的进程,了解它们的运行状态和资源占用情况。 - 调试与优化：通过调试工具分析进程的性能瓶颈,尝试优化进程的运行效率。
相关问答FAQs
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Q：fork函数为什么会返回两个不同的值？
- A：fork函数在执行return语句之前，就已经创建好了子进程，为了区分父进程和子进程，fork函数在父进程中返回子进程的PID，在子进程中返回0，这样，父进程可以通过返回值来管理子进程,而子进程则知道自己是子进程。
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Q：如何查看某个进程的详细信息？
- A：可以使用
ps ajx | grep (可执行程序名)或ll /proc/(标识符)来查看特定进程的详细信息。/proc文件系统提供了进程的各种信息，如当前工作目录、可执行程序路径等
- A：可以使用
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