深入理解Linux内核开发之【进程管理】

1.讲述进程的概念
通俗地理解：进程 = 程序（正在运行） + 资源（寄存器、环境变量、内存...）
2.Linux中进程与线程的区别

3.进程在Linux的用户空间还是内核空间运行？
进程处于用户空间的内存，且拥有的是虚拟内存而不是物理内存。
物理内存是内核负责管理。
整个系统只有一个内核空间，有很多用户空间。

4.进程如何申请内存

• 通过系统调用 brk/sbrk/mmap 来申请分配虚拟内存。
• 通过libc库直接使用malloc、free 进行操作。
• 通过三方库： ptmalloc\jemalloc\scudo 等等。

5.进程运行到底是三态还是五态还是七态？
其实二者并不矛盾。
五态是在三态的基础上算上了新建状态和死亡状态。
新建状态和死亡状态都不是持久态。
详细讲解：[]:https://www.bilibili.com/read/cv15188958/

• 三态是基本，具体有五态，Linux拓展到七态。
  Linux的七态分别为RSDTtXZ,七态从而诞生许多关于进程的子问题

6.进程的亲缘关系？
所有进程都通过父子关系连接构成一颗亲缘树。父子进程同样诞生许多进程相关的细节问题。
详情请看：

7.第一个用户空间的进程是哪个？
是Init进程。 编号为0，通过硬编码创建。

8.零号进程到底是哪个进程？
从系统启动到应用，零号进程发生过变化。
最初的零号进程是BSP。

9.零号进程有两个亲生子进程？
除了Init之外还有一个内核线程kthreadd 内核线程可以看作是独立的进程

10.进程会话组具体指什么？
一个用户运行的所有进程构成了一个会话组。
11.进程组具体指什么？
一个作业流程运行的所有进程构成一个进程组。

12.进程会话组和进程组会继承父进程的吗？
默认继承，可以通过系统调用：setsid,setpgrp 创建新的 最先的为组长。

13.进程可以属于多个进程组/会话组吗？
不可以。进程必然属于某个进程组且只能属于一个进程组，同理会话组。

14.进程可以转会话组吗？
不可以。
15.进程可以转进程组吗？
同个会话组下可以。

16.Linux下进程的实现？
在标准的操作系统理论里，进程应该用PCB管理，线程用TCB管理。
但是linux因为历史原因
使用的是task_struct 进行管理；
task_struct是线程又是进程的代理。
巧妙地使用逻辑使二者共用一个控制块。

17.Linux 中task_struct 有些什么内容？
因为task_struct 既是线程又是进程的代理
所有task_struct的字段既包括线程的部分也包括进程的部分。

线程相关的是直接内嵌数据，与执行有关
进程相关的是指针指向其他数据，与资源有关（虚拟内存、文件系统..）

同一个进程所有线程都指向同一个mm(虚拟内存空间信息） -- 表面同一个进程下的线程在同一个用户空间下。

18.进程的进程标识符中pid、tgid的区别

19.进程的状态在Linux中如何表示？

__state:总体状态
exit_state : 进程死亡时的两个子状态

20.进程创建在Linux中的特点
进程创建与执行是分开的。

21.fork的具体实现？
调用了kernel_clone(原先的do_fork),
复制了task_struct
唤醒了新的进程

22.进程创建fork()之后,父进程和子进程谁先运行?

• 说法一：优先子进程
• 说法二：优先父进程
• 说法三：未定义行为，不做任何假设

事实上，先后顺序取决于系统硬件以及调度算法（不一定能调度成功），且难以测定（测试也可能欺骗了你）。
我更偏向于接受第三种说法，如果需要规定特定哪个步骤父进程或子进程先执行 就用锁或者信号量进行信号同步。

23.fork之后子进程会继承父进程的锁吗？
会。
子进程会继承其父进程的锁以及锁的状态，但是父子进程用的不是同一把锁，父进程解锁并不会影响到子进程的锁，即fork以后子进程和父进程使用的是两把锁。那么子进程就有可能死锁，比如我们在fork之前，一个线程对某个锁进行的lock操作，即持有了该锁，然后另外一个线程调用了fork创建子进程。可是在子进程中持有那个锁的线程却"消失"了，从子进程的角度来看，这个锁被“永久”的上锁了，因为它的持有者“蒸发”了，所以如果子进程中的这个线程对这个已经被持有的锁进行lock操作的话，就会发生死锁。

24.如何理解COW

25.在实际应用中遇到了多少个进程调度，需要注意的事项是什么？

22.进程的生命周期

23.就绪状态（Tasking_Running）的进程有哪些情况？
不要受英文的影响，处于就绪状态的进程包括有

• 已经可以运行在等待调度器分配的进程
• 正在运行的进程
  24.僵尸进程和孤儿进程的区别？
  不存在对比的意义，僵尸进程描述的是子进程先退出，父进程没回收，如果父进程也结束了，僵尸进程会被init进程托管变成孤儿进程

25.编程过程中是否遇到过僵尸进程？
肯定是有的，不过一般来说嵌入式的多进程即便产生了僵尸进程，父进程一般很快也会结束，而原先的僵尸进程
会交由1号进程（init进程来托管），然后会进行资源回收。

26.僵尸进程的危害？

• 内存泄漏
• 资源浪费

25.进程退出的状态有哪些？

• 【EXIT_ZOMBIE】 僵尸退出状态：子进程先退出了，而父进程没有调用wait\waitpid 收集退出的进程。

26.进程信号存在的意义
不重要

27.进程信号的工作原理
理解为软件中断，信号虽然是控制进程的一部分，不过更多出现在进程通信讨论。