进程的概念

程序：一系列有序的指令集合（就是我们写的代码）
进程：进程就是程序的一次执行，是系统进行资源分配和调度的独立单位。

程序是一个没有生命的实体，只有操作系统执行它时，它才能成为一个活动的实体，也就是进程。同时，操作系统通过进程控制块(PCB)，来对程序进行调度使用

操作系统如何控制和调度程序

按照冯诺依曼体系结构，所有的数据想要被CPU进行处理，第一步就是要将代码和数据加载到内存中。
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由于早期CPU的性能不足，无法同时调度所有文件，所以CPU使用了一种解决方法，也就是CPU分时机制。

CPU分时机制：通过极快的速度切换和调度运行所有的程序，造成了同时运行的假象。

但是，这里还存在着几个问题，CPU是如何在内存中找到每个程序的？CPU在来回调度时，如何能够从上一次运行的位置继续运行？如何能够保证继续处理上一条没有处理完的数据？

所以操作系统为了能够完成这些操作，设置了一个用于描述进程信息的数据结构，也就是我们通常所说的PCB。

进程控制块–PCB

操作系统为了能够使每个程序能够独立运行，在操作系统中为其配置了一个数据结构，也就是我们通常所说的PCB（Process Control Block），这个数据结构在Linux下是：task_struct

task_struct中的内容

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。
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

PCB是操作系统对一个运行中的程序(也就是进程)的描述，操作系统通过这个描述来实现对程序的运行调度

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操作系统正是通过一个一个的PCB来对运行中的程序进行调度使用。

回到前面提出的问题，CPU通过PCB中的内存指针来找到程序在内存中的地址，通过上下文数据来记录运行中程序的各种信息，通过程序计数器来找到这个程序即将执行的下一条指令的地址。

子进程

当我们在一个已经创建的进程内通过fork创建一个新的进程时，这个新的进程就是原先进程的子进程。

在子进程创建的时候，它从父进程的PCB中复制了很多数据，如内存指针、上下文数据、程序计数器等，所以它的代码、数据以及运行的位置，都与父进程一模一样。

由于代码段是只读的，所以两者的代码都一样，不可修改，而两者虽然虚拟地址相同，但物理地址不同，所以两者的数据都各自独立。

总结一下就是：父子进程代码共享，数据各自开辟空间。(利用写时拷贝技术)

在Linux中，我们可以通过fork函数来创建子进程
pid_t fork(void)

我们创建子进程，是希望它和父进程执行不一样的操作，那么我们该怎么实现呢？
最简单的方法就是通过fork的返回值来进行代码分流，父进程的返回值是子进程的pid，而子进程的返回值是0，通过对返回值的判断，即可完成代码的分流。

但是这种方法的代码十分冗余，还有一种更加优秀的方法------程序替换（后几篇会写）

僵尸进程、孤儿进程、守护进程

在我们学习操作系统的时候，里面提到进程有三种基本状态，就绪、阻塞、终止。
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但是在linux中，将状态细分到了六种。

R运行状态（running）: 并不意味着进程一定在运行中，它表明进程要么是在运行中要么在运行队列里。

S睡眠状态（sleeping): 意味着进程在等待事件完成（这里的睡眠有时候也叫做可中断睡眠（interruptible sleep））。

D磁盘休眠状态（Disk sleep）：有时候也叫不可中断睡眠状（uninterruptible sleep），在这个状态的进程通常会等待IO的结束。

T停止状态（stopped）：可以通过发送 SIGSTOP 信号给进程来停（T）进程。这个被暂停的进程可以通过发送 SIGCONT 信号让进程继续运行。

X死亡状态（dead）：这个状态只是一个返回状态，你不会在任务列表里看到这个状态

Z僵死状态（Zombies） :进程已经退出了但是资源还没有完全被释放的一种状态。