【Linux进程篇2】学习进程大框架，学习进程前期必备。

标签：ps 操作系统学习 PCB Linux 进程 struct

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每日鸡汤：心有多大，舞台就有多大，只有想不到的，没有做不到的。

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3.1：task_struct（PCB）

3.2：Linux中的组织进程

3.3：Linux系统查看进程指令

3.3.1：ps ajx 和ls /proc

3.3.1.1：ps ajx：

3.3.1.2：ls /proc：

3.3.2：cwd说明

前言

通过前期冯诺依曼的概述，了解计算机所有的软硬件资源都可以通过“先描述，再组织”来对各种资源进行操作，那么操作系统是怎么进行进程管理的呢?当然也是先把进程描述起来（进程结构体），再把进程组织起来（数据结构[链表、二叉树...]）。

一：进程概念

一个已经加载到内存中的程序，叫做进程，也叫做任务。

使用 ps ajx 命令查看Linux中所有的任务/进程。

在文件没有运行时，该文件都被存放在磁盘中。例如操作系统，在电脑没有开机时，操作系统存储在磁盘中，开机后，就将操作系统从外设搬到内存中。

即：

可执行程序还没有运行时，这些文件都在磁盘中。当运行myprocess可执行文件（./myprocess）时，就将该可执行文件加载到了内存中，形成进程。

执行该进程，死循环打印Hello Linux

查看该进程：ps ajx | grep myprocess

显示首行查看该进程：ps ajx | head -1 && ps ajx | grep myprocess

并且，一个操作系统，不仅仅只能运行一个程序，可以同时进行多个进程(多道操作系统)，所以操作系统必须得将进程管理起来。那么操作系统是怎样将进程管理起来的呢？

二：操作系统管理进程

2.1：描述进程PCB

任何一个进程，在加载到内存的时候，形成真正的进程时，操作系统要先创建进程( 属性 )的结构体对象——PCB（process ctrl block）【进程控制块】

就像一个人是怎样辨别认识一个事情或者对象的？答：都是通过属性认识的。当属性足够多，这一堆属性的集合，就是目标对象。【这就是面向对象】

所以，PCB就是进程属性的集合，使用 struct 结构体描述出来。

struct PCB
{
    进程编号
    进程的状态
    优先级
    //...
    struct PCB* next;
    struct PCB* queue;
    struct PCB* XXX;
    //相关的指针信息    //找到自己对应的代码和数据信息
}

一旦创建进程时，一定要做的核心工作：根据进程的PCB类型，为该进程创建对应的PCB对象。

所以进程包括：1.描述进程的struct结构体(操作系统自动生成的)；2.该进程的代码和数据

即所谓的进程 = 内核PCB数据结构对象(描述这个进程的所有的属性值) + 你自己的代码和数据(加载到内存中的可执行程序)

“以学生在学校为例：PCB：学生个人基本信息；代码和数据：学生（人）” 。

2.2：组织系统内进程

对进程管理的本质，就是对创建的PCB数据结构对象进行管理。

即：系统想调度某一个进程时，其实只要找到该进程的PCB，根据PCB内部的“特定指针”找到对应的代码和数据，将其交给CPU中运行。

操作系统内部可能含有多个进程，

所以在操作系统内：

组织：在操作系统中，对进程进行管理，变成了对单链表数据结构的增删改查！即就完成了操作系统对进程的建模。

所以，要让进程进行队列排列，实际上就是对该进程的PCB结构体对象进行排列。

三：Linux系统管理进程

3.1：task_struct（PCB）

Linux操作系统下的PCB是 task_struct。

task_struct是Linux内核的一种数据结构类型(自定义类型)，它会被装载到RAM（内存）里并且内部包含有进程的信息。

task_struct 结构体内部的属性非常多。

task_struct内部属性分类：

标示符: 描述本进程的唯一标示符，用来区别其他进程。
状态: 任务状态，退出代码，退出信号等。
优先级: 相对于其他进程的优先级。
程序计数器: 程序中即将被执行的下一条指令的地址。
内存指针: 包括程序代码和进程相关数据的指针，还有和其他进程共享的内存块的指针
上下文数据: 进程执行时处理器的寄存器中的数据[休学例子，要加图CPU，寄存器]。
I／O状态信息: 包括显示的I/O请求,分配给进程的I／O设备和被进程使用的文件列表。
记账信息: 可能包括处理器时间总和，使用的时钟数总和，时间限制，记账号等。
其他信息

即：

struct task_struct
{
    // 标示符: 描述本进程的唯一标示符，用来区别其他进程。
    // 状态: 任务状态，退出代码，退出信号等。
    // 优先级: 相对于其他进程的优先级。
    // 程序计数器: 程序中即将被执行的下一条指令的地址。
    // 内存指针: 包括程序代码和进程相关数据的指针，还有和其他进程共享的内存块的指针
    // 上下文数据: 进程执行时处理器的寄存器中的数据[休学例子，要加图CPU，寄存器]。
    // I／O状态信息: 包括显示的I/O请求,分配给进程的I／O设备和被进程使用的文件列表。
    // 记账信息: 可能包括处理器时间总和，使用的时钟数总和，时间限制，记账号等。
    // 其他信息
}

所以之后的学习进程就是学习进程PCB的各个属性。

那么Linux中是如何组织进程的呢？