Linux进程（一）：初识

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）

task_struct的管理

 

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：

1. 进程切换时需要保存和恢复的一些CPU寄存器
2. 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）
3. 描述控制终端的信息
4. 当前工作目录

5. umask

   掩码（保护文件创建和修改的权限）
6. 和信号相关的信息
7. 用户id和组id
8. 会话和进程组
9. 进程可以使用的资源上限（例如使用

   ulimit -a

   查看）
10. 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。