爱站程序员基地Linux进程（一）：初识
- 前言
- 进程控制块 – PCB
- 进程pid：用于区别进程
- 进程内存的资源
- 文件系统资源
- 文件资源（打开的文件信息）
前言
说到进程，我们都会说出进程时操作系统资源分配最小单位、每个进程有独立的代码和数据空间等类似的套话，所以说了那么多之后，进程在Linux系统中究竟是什么样的存在呢？提到这个问题，就不得不说PCB。
进程控制块 – PCB
进程，是操作系统的资源分配单位，我们需要弄懂进程，就需要弄懂这个进程的资源。而操作系统如何获取一个进程的相关信息呢？
在Linux系统中，进程控制块为一个结构体
task_struct
所定义的数据结构。
task_struct
位于
/include/linux/sched.h
中，其中包括了管理进程所需的各种信息。既然进程中主要是操作系统分配的资源，那么在PCB中理所当然应该有以下这些东西：
进程pid：用于区别进程
有两个相关的参数：
-
pid_t pid;
：进程的唯一标识
-
pid_t tgid;
： 线程组的领头线程的pid成员的值
注：在Linux中pid的数量时有限的。
进程内存的资源
struct mm_struct *mm
：关于进程内存的描述，用来描述进程的内存资源。
文件系统资源
struct fs_struct *fs
：关于进程的文件系统资源。
fs_struct
中又有
root
、
pwd
信息，用来描述当前进程的根目录以及当前工作路径。
文件资源（打开的文件信息）
struct files_struct *files
：进程在运行过程中打开的文件以及文件的
fd
。
所以理所应当，
file_struct
结构体中存在一个
fd_array
用来描述打开的
fd
的数组。
除了上述的信息，还有以下东西也是一个进程必须的：
- 进程切换时需要保存和恢复的一些CPU寄存器
- 描述虚拟地址空间的信息（虚拟地址与物理地址的对应关系）
- 描述控制终端的信息
- 当前工作目录
-
umask
掩码（保护文件创建和修改的权限）
- 和信号相关的信息
- 用户id和组id
- 会话和进程组
- 进程可以使用的资源上限（例如使用
ulimit -a
查看）
- 用来恢复的一些CPU寄存器
task_struct的管理
Linux中定义了一个链表方便对进程的遍历，但是链表只能存储每个
task_struct
的数据，不能保存各个
task_struct
中间的关系，由于线程与线程直接会存在父子的关系，所以Linux中使用的是树来管理所有的
task_struct
结构体。树这种数据结构管理父子关系存在天然的优势。在Linux中使用
pstree
可以查看所有进程的关系树：
除了记录父子进程之间的管理，Linux操作系统对于进程来说还需要一项功能：通过进程的
pid
号快速查找到相应的进程(
task_struct
)，以便对相应的进程执行特定的操作。此处Linux操作系统通过hash表实现通过
pid
号对相应
task_struct
的快速查找。
Linux里用三个不同的数据结构存储进程的结构体，使得关于进程的访问在各种场景下都能达到最优。
