前言
在操作系统的世界里，"进程" 是一个贯穿始终的核心概念。无论是我们日常打开的浏览器、运行的代码，还是后台默默工作的服务，本质上都是一个个 "进程" 在操作系统的调度下有序运行。理解进程，是掌握操作系统工作机制、走进并发编程世界的第一步。
本文将从最基础的 "进程是什么" 讲起，带你逐层揭开进程的神秘面纱：从描述进程的核心数据结构 PCB（进程控制块），到 Linux 内核中具体的task_struct；从如何查看进程的标识符（PID）、父进程 ID（PPID），到通过ps命令和/proc文件系统窥探进程的实时状态；最终聚焦于进程创建的核心系统调用fork，解析它如何 "一分为二" 生成子进程，以及那些看似反直觉的返回值背后的底层逻辑。
无论你是刚接触操作系统的初学者，还是想夯实基础的开发者，这篇文章都将为你搭建起理解进程的 "知识骨架"，为后续深入学习进程调度、通信、同步等内容铺好基石。
目录
[1. 基本概念](#1. 基本概念)
[1. 概念理解](#1. 概念理解)
[1.2 描述进程-PCB](#1.2 描述进程-PCB)
[1.3 task_ struct](#1.3 task_ struct)
[2. 进程查看](#2. 进程查看)
[2.2 ps 和/proc 获取进程信息](#2.2 ps 和/proc 获取进程信息)
[2.3 getppid()获取父进程pid](#2.3 getppid()获取父进程pid)
[3. 进程创建](#3. 进程创建)
[3.1 系统调用创建进程-fork](#3.1 系统调用创建进程-fork)
[3.2 fork的返回值](#3.2 fork的返回值)
1. 基本概念
1. 概念理解
课本概念：程序的一个执行实例，正在执行的程序等
内核观点：担当分配系统资源（CPU时间，内存）的实体。
换个方式理解：
进程=内核数据结构对象+自己的代码和数据
Linux下：进程=PCB（task_struct）+代码和数据
对进程的管理就变成了对构建的数据结构进行增删查改。
1.2 描述进程-PCB
进程信息被放在一个叫做进程控制块的数据结构中，可以理解为进程属性的集合。
课本上称之为PCB（process control block），Linux操作系统下的PCB是: task_struct
task_struct-PCB的一种
在Linux中描述进程的结构体叫做task_struct。
task_struct是Linux内核的一种数据结构，它会被装载到RAM(内存)里并且包含着进程的信息。
进程的所有属性，就可以直接或者间接通过task_struct找到。
1.3 task_ struct
内容分类
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休学例子，要加图CPU，寄存器。
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
cpp
struct task_struct {
volatile long state; // 进程状态（运行、睡眠等）
struct thread_info *thread_info; // 指向线程信息结构
pid_t pid; // 进程标识符
struct mm_struct *mm; // 指向内存描述符
struct mm_struct *active_mm; // 当前使用的内存描述符
struct list_head tasks; // 用于链接所有进程的双向循环链表节点 [^1]
struct sched_entity se; // 调度实体
unsigned int time_slice; // 时间片
// ... 其他字段省略
};组织进程
可以在内核源代码里找到它。所有运行在系统里的进程都以task_struct链表的形式存在内核里。
2. 进程查看
我们历史上执行的所有指令，工具，自己的程序，运行起来，全部都是进程！！！
2.1getpid获取标识符
获取当前进程的唯一标识符（Process ID，简称 PID）。PID 是操作系统分配给每个正在运行的进程的一个正整数值，用于唯一标识和管理进程。
cpp
1#include <stdio.h>
2 #include <unistd.h>
3 #include <sys/types.h>
4 int main(){
5 while(1){
6 sleep(1);
7 printf("我是一个进程！我的pid:%d \n",getpid());
8 }
9 return 0;
10 }
2.2 ps 和/proc 获取进程信息
ps aux：以用户为中心的详细进程快照
bash
USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND
root 1 0.0 0.1 168504 13080 ? Ss 08:00 0:02 /sbin/init
hu 12345 0.0 0.0 4320 720 pts/0 S+ 10:30 0:00 ./a.outps axj：以进程关系为中心的输出（包含进程组和会话信息）
ps axj 输出格式侧重进程间的关系，包含进程组 ID（PGID）、会话 ID（SID）、控制终端（TTY）等字段，适合分析进程的层级关系（如父子进程、进程组、会话）。
选项含义
a：同ps aux，显示所有用户的进程。x：同ps aux，显示无控制终端的进程。j：以作业控制格式输出，增加进程组 ID（PGID）、会话 ID（SID）、控制终端 ID（TTY）等与进程关系相关的字段。
bash
PPID PID PGID SID TTY TPGID STAT UID TIME COMMAND
0 1 1 1 ? -1 Ss 0 0:02 /sbin/init
1234 5678 5678 5678 pts/0 5678 S+ 1000 0:00 ./a.out
ps axj | grep 是一个组合命令，用于在 ps axj 的输出中筛选包含特定关键词的进程信息。
kill - 9+进程pid 可以杀死进程，也可以用ctrl C
进程的信息可以通过 /proc 系统文件夹查看
/proc 是一个特殊的虚拟文件系统（procfs），它并非存储在磁盘上，而是动态反映系统内核和进程的实时状态。通过访问 /proc 下的文件和目录，你可以查看或修改内核参数、进程信息、硬件状态等。
进程启动，查看，着重关注cwd和exe文件 ,一般是在当前路径下生成可执行文件,cwd是当前路径。我们可以用chdir改变当前进程的工作目录。
改变进程的当前工作目录 ：调用 chdir 后，进程后续的相对路径操作都将基于新的目录。
影响文件操作 ：例如，若当前目录为 /home/hu，执行 chdir("/tmp") 后，打开文件 test.txt 实际访问的是 /tmp/test.txt。
2.3 getppid()获取父进程pid
每次重新启动进程 ,进程pid会变，但是父进程ID没变。
命令行解释器bash本身就是一个进程。
每次登录服务器时，操作系统会给每一个登录用户分配一个bash.
上面是bash打印的字符串，然后卡住等待，等待输入命令给bash
回想我们的程序，都可以先printf再scanf
3. 进程创建
3.1 系统调用创建进程-fork
cpp
#include <stdio.h>
3 #include <unistd.h>
4 #include <sys/types.h>
5 int main(){
6 printf("父进程开始执行,pid:%d\n",getpid());
7 fork();
8 printf("进程开始运行,pid:%d\n",getpid());
9 }刚开始只有一个执行流，fork创建进程之后，有两个执行流，所以后面的printf会有两个，且结果id不一样。子进程执行父进程之后的代码。
在仅创建子进程时，子进程没有自己的代码和数据，因为目前，没有程序新加载。子进程执行父进程之后的代码。
3.2 fork的返回值
fork会有两个返回值。
子进程PID返回给父进程，0返回给子进程，失败的话-1返回给父进程
cpp
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
int main(){
printf("父进程开始执行,pid:%d\n",getpid());
pid_t id=fork();
if(id<0){
perror("fork");
return 1;
}
else if(id==0){
//child
while(1){
sleep(1);
printf("我是一个子进程！我的pid:%d ,我的父进程pid:%d\n",getpid(),getppid());
}
}
else{
while(1){
sleep(1);
printf("我是一个父进程！我的pid:%d ,我的父进程pid:%d\n",getpid(),getppid());
}
}
// printf("进程开始运行,pid:%d\n",getpid());
return 0;
}根据ID的判断执行了两个部分程序
不免产生一个疑惑?。
为什么fork给父子返回各自不同的返回值？
一个父进程可以有多个子进程，父：子=n:1；将子进程的pid返回给父进程方便父进程管理区分不同的子进程，用于标识新创建的子进程；
为什么一个函数会返回两次？
一个函数return xxx了，它的核心功能就完成了。fork创建子进程，申请新的pcb,拷贝父进程的pcb给子进程，子进程pcb放到进程列表中甚至放到调度队列中，return是条语句，是个函数，是共用的，最后父子进程都会执行return语句。
函数 "返回两次" 的本质：进程复制 + 指令指针共享
fork()的核心是内核为当前进程创建了一个几乎完全相同的副本。
为什么一个变量id==0又>0? 导致 if 与else同时成立?(以后解释，当学习到虚拟地址空间会说明）
进程具有独立性，父子进程相互独立。父子进程的数据结构独立；代码是共享只读的，不可修改的；数据是写时拷贝，父子一方修改数据时，OS会把数据拷贝一份，目标进程修改这个拷贝。
cpp
#include <stdio.h>
3 #include <unistd.h>
4 #include <sys/types.h>
5 int val=520;
6 int main(){
7 printf("父进程开始执行,pid:%d\n",getpid());
8 pid_t id=fork();
9 if(id<0){
10 perror("fork");
11 return 1;
12 }
13 else if(id==0){
14 //child
15 while(1){
16 sleep(1);
17 printf("我是一个子进程！我的pid:%d ,我的父进程pid:%d,val:%d \n",getpid(),getppid(),val);
18 val+=10;
19 }
20
21 }
22 else{
23 while(1){
24 sleep(1);
25 printf("我是一个父进程！我的pid:%d ,我的父进程pid:%d,val:%d\n",getpid(),getppid(),val);
26 }
27
28 }
29 // printf("进程开始运行,pid:%d\n",getpid());
30 return 0;
31 }
结束语
到这里，我们已经走完了进程基础知识的探索之旅。从抽象的 "进程概念" 到具体task_struct结构体，从getpid、ps等工具的使用，到fork创建进程的底层逻辑，我们不仅认识了进程的 "外貌"（如何查看信息），更触摸到了它的 "骨架"（PCB 的核心作用）和 "诞生方式"（fork 的特殊机制）。
这些知识看似基础，却是理解操作系统并发能力的关键 ------ 毕竟，所有复杂的多任务场景，追根溯源都是一个个进程在 PCB 的 "记录" 下，通过调度器的协调有序运行的结果。
接下来，你可能会好奇：进程是如何被调度的？多个进程之间如何通信？fork创建的子进程为何能共享代码却拥有独立内存？这些问题，我们将在后续的内容中继续探索。