linux系統編程之進程（一）：進程基本概述

一、什麼是進程

從使用者的角度來看進程是程式的一次執行過程。
從作業系統的核心來看，進程是作業系統分配的記憶體、CPU時間片等資源的基本單位。
進程是資源分派的最小單位。
每一個進程都有自己獨立的地址空間與執行狀態。
像UNIX這樣的多任務作業系統能夠讓許多程式同時運行，每一個運行著的程式就構成了一個進程。

二、進程資料結構

進程的靜態描述：由三部分組成:PCB、有關程式段和該程式段對其進行操作的資料結構集。
進程式控制制塊：用於描述進程情況及控制進程運行所需的全部資訊。
程式碼片段：是進程中能被進程發送器在CPU上執行的程式碼段。
資料區段：一個進程的資料區段，可以是進程對應的程式加工處理的未經處理資料，也可以是程式執行後產生的中間或最終資料

堆棧段：程式運行時需要在這裡做資料運算，儲存臨時資料，開闢函數棧等。在Linux下，棧是高地址往低地址增長的。

三、進程與程式

進程是動態，程式是靜態。
進程的生命週期是相對短暫的，而程式是永久的。
進程資料結構PCB。
一個進程只能對應一個程式，一個程式可以對應多個進程。

四、進程狀態變遷

運行狀態（TASK_RUNNING）
可中斷睡眠狀態（TASK_INTERRUPTIBLE）
不可中斷睡眠狀態（TASK_UNINTERRUPTIBLE）
暫停狀態（TASK_STOPPED）
僵死狀態（TASK_ZOMBIE）

五、進程式控制制塊

進程描述資訊

進程標識符用於唯一的標識一個進程。

進程式控制制資訊

進程目前狀態
進程優先順序
程式開始地址
各種計時資訊
通訊資訊

資源資訊

佔用記憶體大小及管理用資料結構指標
交換區相關資訊
I/O裝置號、緩衝、裝置相關的數結構
檔案系統相關指標

現場保護資訊

寄存器
PC
程式狀態字PSW
棧指標

六、進程標識

每個進程都會分配到一個獨一無二的數字編號，我們稱之為“進程標識”(process identifier),或者就直接叫它PID.
是一個正整數，取值範圍從2到32768
當一個進程被啟動時，它會順序挑選下一個未使用的編號數字做為自己的PID
數字1一般為特殊進程init保留的

七、進程的建立

不同的作業系統所提供的進程建立原語的名稱和格式不盡相同，但執行建立進程原語後，作業系統所做的工作卻大致相同，都包括以下幾點：
給新建立的進程分配一個內部標識，在核心中建立進程結構。
複製父進程的環境
為進程分配資源， 包括進程映像所需要的所有元素（程式、資料、使用者棧等），
複製父進程地址空間的內容到該進程地址空間中。
置該進程的狀態為就緒，插入就緒隊列。

八、進程的銷毀

進程終止時作業系統做以下工作：
關閉非強制中斷:因為進程即將終止而不再處理任何訊號；
回收資源：釋放進程分配的所有資源，如關閉所有已開啟檔案，釋放進程相應的資料結構等；
寫記帳資訊：將進程在運行過程中所產生的記帳資料（其中包括進程運行時的各種統計資訊）記錄到一個全域記帳檔案中；
置該進程為僵死狀態:向父進程發送子進程死的訊號(SIGCHLD)，將終止資訊status送到指定的儲存單元中；
轉進程調度:因為此時CPU已經被釋放，需要由進程調度進行CPU再分配。

九、終止進程的5種方法

從main函數return返回
調用exit（C庫函數）
調用_exit（系統調用）
調用abort（產生SIGABRT訊號，異常終止）
由訊號終止（如ctrl+c 產生的 SIGINT訊號）

需要注意的是main函數返回會調用exit；exit會調用_exit； exit會調用fflush，但_exit不會調用fflush。

atexit可以註冊終止處理常式，ANSI C規定最多可以註冊32個終止處理常式。終止處理常式的調用與註冊次序相反

int atexit(void (*function)(void));

參考：《APUE》