进程部分相关概念

news2024/11/15 17:45:17

进程

进程是一个程序执行的过程，会去分配内存资源，cpu的调度

进程不仅仅是一个正在运行的程序，它包含了程序执行所需的所有资源和状态信息

资源分配：操作系统会为每个进程分配必要的资源，如内存空间、文件句柄等。这些资源保证进程能够正常执行。
CPU调度：操作系统通过调度程序（scheduler）决定哪个进程在某一时刻占用CPU。因为CPU资源是有限的，多个进程需要轮流使用CPU，因此操作系统会频繁地切换进程。
程序执行状态：进程不仅仅是代码，它还包含了程序的执行状态，如程序计数器、寄存器内容等。这些信息能够帮助操作系统在暂停进程后继续其执行。
进程控制块（PCB）：进程控制块是操作系统用来描述和管理进程的一个数据结构。它包含了与进程相关的所有信息，包括进程ID、进程状态、程序计数器、内存管理信息、文件描述符等。PCB是操作系统管理进程的核心部分。pcb 是一个结构体，process control block print circuit board
task_struct结构体：在Linux操作系统中，每个进程都通过一个task_struct结构体来描述。task_struct中包含了与进程相关的各种信息，包括进程状态、优先级、CPU时间、内存管理信息等。它是Linux内核中用来管理进程的关键数据结构。

PID (Process Identifier):
- PID 是进程标识符，每个进程都有一个唯一的 PID，操作系统通过 PID 来区分和管理不同的进程。PID 在操作系统中是唯一的，即在同一时刻不会有两个进程拥有相同的 PID。
CWD (Current Working Directory):
- CWD 是当前工作目录，即进程当前操作的目录路径。每个进程都有一个与之关联的当前工作目录。通过调用 chdir 函数来更改当前工作目录。例如，如果一个进程的 CWD 是 /home/user/, 那么这个进程在打开一个相对路径文件 file.txt 时，会默认在 /home/user/file.txt 这个路径下寻找文件。
umask:
- umask 是一个控制新建文件和目录权限的掩码。当一个文件或目录被创建时，系统会根据默认的权限（通常是 666 对文件，777 对目录）减去 umask 的值来设置实际的权限。例如，umask 0002 意味着新创建的目录的权限为 775 (即 777 - 2)。
进程打开的文件列表:
- 每个进程都有一个文件描述符表，其中记录了该进程当前打开的所有文件。文件描述符用于标识和操作文件。通过 /proc/[PID]/fd 可以查看某个进程打开的文件列表。
信号相关设置:
- 信号是进程间通信的一种机制，用于向进程发送通知或控制指令。Linux 系统中有 64 种标准信号，每种信号有不同的含义，例如 SIGINT（中断）、SIGTERM（终止）、SIGKILL（强制终止）等。信号处理函数可以用来定义进程在接收到某个信号时应该如何响应。
用户 ID 和组 ID:
- 每个进程都关联着一个用户 ID（UID）和组 ID（GID），用于控制进程的权限。UID 表示该进程所属的用户，而 GID 表示该进程所属的用户组。通过这些 ID，操作系统可以控制进程的文件访问权限和其他操作权限。
进程资源的上限:
- 操作系统可以对进程使用的资源设置上限，以防止某个进程占用过多的系统资源。ulimit 命令可以用来查看和设置这些资源的上限。例如，ulimit -a 命令可以显示当前进程的各种资源限制，如最大文件大小、最大内存使用量、最大进程数等。

Open Files:
- 进程能够同时打开的文件数量是有限的，这个限制通常由操作系统设定。对于大多数系统来说，这个上限值默认是 1024。这意味着一个进程在同一时间最多可以打开 1024 个文件。这一限制包括标准输入、输出和错误流，以及通过系统调用打开的文件或设备。
- 如果需要打开更多的文件，可以通过修改系统设置或使用 ulimit -n 命令来调整这个值。不过，需要注意的是，过多的打开文件可能会导致资源枯竭或影响系统性能。
Stack Size (栈大小):
- 栈是每个进程在内存中分配的一块区域，用于存储函数的局部变量、参数、返回地址等。每个函数调用都会将数据推入栈中，而函数返回时，数据会从栈中弹出。
- 栈的大小也是有限的，默认值通常是 8MB，但这取决于具体的操作系统和配置。栈大小限制意味着在递归深度过大或使用大量局部变量时，可能会遇到栈溢出（stack overflow）的问题。
- 可以通过 ulimit -s 命令来查看或设置进程的栈大小限制。如果程序需要更大的栈空间（例如在深度递归或大量局部数据的情况下），可以增大这个限制，但要小心，过大的栈可能会导致系统内存不足。