1. 引言
Linux 是一种开放源代码的操作系统，广泛应用于服务器、移动设备和嵌入式系统等领域。在 Linux 系统中，进程是操作系统中最重要的概念之一。进程管理是对进程进行创建、调度、监控和终止等操作的过程。本文将探索 Linux 下的进程管理，包括进程的创建与终止、进程的调度和进程的监控。
2. 进程的创建与终止
2.1 进程的创建
在 Linux 系统中，进程的创建是通过调用 fork() 系统调用实现的。在调用 fork() 之后，操作系统会复制当前进程的上下文，并创建一个新的进程。新的进程称为子进程，原始进程称为父进程。
以下是一个示例代码：
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main() {
pid_t pid = fork();
if (pid == 0) {
// 子进程
printf("This is child process\n");
} else if (pid > 0) {
// 父进程
printf("This is parent process\n");
} else {
// 创建进程失败
printf("Failed to create process\n");
}
return 0;
}
运行以上代码，将会输出 "This is parent process" 和 "This is child process"。
需要注意的是，子进程会继承父进程的大部分资源和状态，包括文件描述符、环境变量、当前工作目录等。但是子进程会拥有独立的内存空间，所以父进程和子进程可以并发执行。
2.2 进程的终止
进程的终止可以由进程自己调用 exit() 系统调用，也可以由其他进程通过向目标进程发送信号来实现。
以下是一个示例代码：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
void handler(int sig) {
printf("Received signal: %d\n", sig);
exit(0);
}
int main() {
signal(SIGINT, handler);
while (1) {
printf("Running\n");
sleep(1);
}
return 0;
}
运行以上代码，按下 Ctrl+C，将会收到信号 SIGINT，并终止进程。
3. 进程的调度
3.1 进程调度算法
Linux 中常用的进程调度算法有三种：先来先服务（FCFS）、最短作业优先（SJF）和时间片轮转（RR）。
先来先服务（FCFS）是按照进程到达的顺序进行调度，每个进程依次执行，直到完成或者等待。
最短作业优先（SJF）是根据进程的执行时间长度进行调度，短作业先执行，长作业后执行。
时间片轮转（RR）是将进程划分为多个时间片，每个进程在一个时间片内执行，时间片用完后，将切换到下一个进程。
Linux 中的默认调度算法是时间片轮转（RR），可以通过设置调度策略和优先级来改变进程的调度行为。
3.2 调度策略和优先级
Linux 中的进程调度策略有两种：实时调度策略和普通调度策略。
实时调度策略分为三种：FIFO（先进先出）、RR（时间片轮转）和 DEADLINE（截止时间）。
普通调度策略分为两种：SCHED_OTHER 和 SCHED_BATCH，其中 SCHED_OTHER 是默认策略。
每个进程还有一个静态优先级和一个动态优先级。静态优先级在进程创建时指定，动态优先级通过调度器在运行时进行调整。
4. 进程的监控
4.1 top 命令
top 命令可以实时显示系统中正在运行的进程、CPU 使用率、内存使用率等信息。
top通过 top 命令，可以查看进程的 PID、CPU 占用率、内存占用率等信息，可以方便地监控系统的性能。
4.2 ps 命令
ps 命令可以列出系统中当前运行的进程。
ps aux通过 ps 命令，可以查看进程的 PID、CPU 占用率、内存占用率等信息，还可以根据需要进行筛选和排序。
4.3 htop 命令
htop 命令是 top 命令的一个强化版本，提供了更多的功能和交互式界面。
htop通过 htop 命令，可以实时查看系统的进程状态，包括进程树、进程的 CPU 和内存使用情况等，并且可以通过键盘进行交互操作。
5. 总结
本文探索了 Linux 下的进程管理，包括进程的创建与终止、进程的调度和进程的监控。了解 Linux 下的进程管理对于开发和运维人员来说至关重要，能够帮助他们更好地理解系统的运行机制，提高系统的性能和稳定性。