Linux进程知识点总结

目录

• 一、程序与进程
• 二、Linux进程常用命令
• 三、进程虚拟内存空间（32位系统0‑4G）
• 四、进程调度
• 五、Linux进程7种状态
• 六、进程相关API函数
• 七、僵尸进程、孤儿进程
• 八、高频考试简答题汇总

Linux进程知识点总结

一、程序与进程

1. 程序：存放在外存上的代码集合，静态文件。
2. 进程：程序动态运行的实例，包含创建、调度、消亡整个生命周期。

核心区别：程序是静态文件；进程是动态执行过程。

二、Linux进程常用命令

命令	作用
top	按CPU占用率实时查看进程；显示PID(进程唯一ID)、PPID(父进程ID)
ps -ef	查看进程信息
pstree	查看进程父子关系树
ps -aux	查看进程完整运行状态
kill -9 PID	强制杀死指定PID进程
killall -9 进程名	按进程名批量杀进程
./a.out &	程序放到后台运行
jobs	查看当前终端后台任务
fg 编号	把后台任务切回前台
ps	查看本终端进程
nice -n 优先级 程序	启动程序时设置进程优先级
renice -n 优先级 PID	修改已经运行进程的优先级

三、进程虚拟内存空间（32位系统0‑4G）

进程地址空间分为3大段：

1. 文本段(.text)：存放程序指令代码，只读。
2. 数据段
   • .rodata：字符串常量
   • .data：初始化过的全局/静态变量
   • .bss：未初始化全局/静态变量，程序启动自动清零
3. 系统数据段
   • 堆(heap)：malloc/free动态申请内存，向上增长
   • 栈(stack)：局部变量、函数参数，向下增长

进程特性：

4. 每个进程拥有独立虚拟地址空间；
5. 所有进程共享0‑4G虚拟地址，通过MMU内存映射单元映射到不同物理内存；
6. CPU分时复用 ，宏观并行，微观串行。
   

四、进程调度

1. 时间片：CPU分配给单个进程一小段执行时间。
2. 常见调度算法

• 先来先执行
• 高优先级调度
• 时间片轮转调度（Linux主流：宏观并行，微观串行）
• 多级队列反馈调度
• 负载均衡调度

五、Linux进程7种状态

1. 就绪态®：已经准备好，等待分配CPU时间片
2. 运行态®：正在被CPU执行
3. 可唤醒等待态(S)：等待资源，收到信号可以被唤醒
4. 不可唤醒等待态(D) ：等待IO硬件，不能被信号打断唤醒
5. 停止态(T)：进程被暂停
6. 僵尸态(Z) ：子进程代码执行完毕退出，PCB资源没有被父进程回收
7. 结束态(X)：进程资源全部回收销毁

六、进程相关API函数

1. fork() 创建子进程

pid_t fork(void);

• 返回值：
  • 父进程：返回子进程PID
  • 子进程：返回0
  • 失败：返回‑1
• 原理：复制父进程地址空间，父子进程各自独立；fork之后两个进程同时往下跑。

2. getpid() / getppid()

• getpid()：获取自己进程PID
• getppid()：获取父进程PID

3. exit(status)

void exit(int status);

结束当前进程。

• main函数：exit() 和 return效果一致；
• 普通函数：return只退出函数，exit()直接结束整个进程。

4. wait() 回收子进程（处理僵尸进程）

pid_t wait(int *wstatus);

• 参数：&status传入int变量地址，内核把子进程退出状态写入该变量；传NULL代表不关心退出状态。
• 返回值：成功返回被回收子进程PID；失败返回‑1。
• 阻塞特性：父进程调用wait会阻塞，等待子进程结束，实现任务同步，防止僵尸进程。

状态解析宏（传入status变量）

1. WIFEXITED(status)：判断子进程是否正常退出
2. WEXITSTATUS(status)：拿到子进程exit传出的返回值
3. WIFSIGNALED(status)：判断进程是否被信号杀死
4. WTERMSIG(status)：获取杀死进程的信号编号

七、僵尸进程、孤儿进程

1. 僵尸进程(Z)

   • 产生：子进程执行完毕退出，父进程没有调用wait回收子进程资源，子进程PCB残留，变成僵尸。
   • 危害：占用PID资源，大量僵尸会耗尽系统PID。
   • 解决：父进程调用wait() / waitpid()回收子进程。

2. 孤儿进程

   • 产生：父进程先结束，子进程还在运行；子进程被init/systemd进程收养。
   • 好处：孤儿进程结束后，init会自动回收它的资源，不会产生僵尸。

八、高频考试简答题汇总

1. 程序和进程区别？

   程序是存放在磁盘的静态代码文件；进程是程序运行时动态实例，有生命周期。

2. 进程虚拟地址空间分哪几块？各存放什么？

   文本段存指令；数据段存常量、全局静态变量；系统段包含堆、栈。

3. 进程调度算法？

   先来先服务、高优先级、时间片轮转、多级反馈队列、负载均衡。

4. 进程有哪些状态？

   就绪R、运行R、可中断等待S、不可中断等待D、停止T、僵尸Z、结束X。

5. 僵尸进程怎么产生？怎么避免？

   子进程退出，父进程没有回收PCB → 僵尸；

   避免：①父进程wait回收子进程；②父进程先退出，子进程变成孤儿被init收养。