linux内核 进程管理

进程和线程

进程不单单包含可执行代码（代码段），好包含打开的文件，挂起的信号，处理器状态，虚拟内存地址等。

线程：从内核的角度来说，它并没有线程这个概念。Linux把所有线程都当做进程来实现。内核并没有准备特别的调度算法或者定义特别的数据结构来表示线程。相反，线程仅仅被视为一个与其他进程共享某些资源的进程。每个线程都拥有唯一属于自己的task_struct，所以在内核中，它看起来就像是一个普通的进程（只是该进程和其他一些进程共享某些资源，如地址空间）。

linux中的线程只是多进程实现资源共享的一种方式。

逻辑上说，线程自己基本不拥有系统资源，只拥有少量必不可少的资源：程序计数器、一组寄存器、栈。

linux内核通常把进程叫做任务（task）。

进程描述符及任务结构

内核把所有的进程存放在一个双向循环列表中，这个列表叫任务队列（task list）。实际上，任务队列中，存放的是进程的描述信息，成为进程描述符。

进程描述符记录能够完整的描述一个进程的所有信息：PID进程ID，打开的文件，进程的地址空间，挂起的信号，进程的状态等等。

进程的状态：

• Linux进程状态：R (TASK_RUNNING)，可执行状态，要么正在执行，要么在运行队列总等待执行。
• Linux进程状态：S (TASK_INTERRUPTIBLE)，可中断的睡眠状态, 可接收信号并被唤醒，然后重新投入运行。
• Linux进程状态：D (TASK_UNINTERRUPTIBLE)，不可中断的睡眠状态,　即使接收到信号也不会唤醒。
• Linux进程状态：T (TASK_STOPPED or TASK_TRACED)，停止状态或跟踪状态,　不可处理signal,　因为根本没有时间片运行代码
• Linux进程状态：Z (TASK_DEAD - EXIT_ZOMBIE)，退出状态，进程成为僵尸进程。不可被kill,　即不响应任务信号,　无法用SIGKILL杀死

所有的进程都是pid为1的init进程的后代。

创建进程

linux通过fork创建进程。父进程执行fork，linux然后复制父进程来创建子进程，复制完成后，父进程继续执行，子进程调用exec执行。

写时拷贝：注意，这里的复制只是复制进程相关的信息（如页表和进程描述符），不包含进程的内存空间，复制完成后，父进程和子进程共享相同的内存空间，只有PID和PPID不一样。如果后期父进程或者子进程对某一个内存页进行了写入，linux才会对这个内存也进行复制，然后在复制的版本执行写入。

进程终结：

进程通过调用exit()终结自己，这个方法会释放进程的所有资源，但是会保留进程描述符等相关信息，这时进程处于Z状态（僵尸进程），目的是为父进程提供信息。如果父进程先于子进程已经终结（也就是说父进程终结的时候，linux不会自动终结子进程），那么这个进程就会永远处于僵尸状态，所以linux会为这种进程找到一个进程作为父进程：当前进程组的某一个进程或者init进程。

我的理解：使用kill -15来终结进程，进程有时间去终结自己的子进程（如果有必要的话），使用kill -9则不会。