1. 简介
Linux 进程管理是指对 Linux 系统中运行的进程进行监控、调度和管理，确保系统的稳定性和高效性。在 Linux 系统中，每个正在运行的程序都被视为一个进程，而进程管理就是对这些进程进行控制和协调。
2. 进程的状态
进程有三种基本状态：运行态、就绪态和阻塞态。
2.1 运行态
运行态是指进程正在 CPU 上执行，占用资源并运行指令。
2.2 就绪态
就绪态是指进程已经准备好执行，一旦获得 CPU 时间，就可以立即执行。然而，由于 CPU 不能同时执行多个进程，所以进程在就绪态时会排队等待 CPU 时间片。
2.3 阻塞态
阻塞态是指进程正在等待某种事件的发生，例如等待 I/O 完成或等待某个信号。在进程处于阻塞态时，它是不能被调度到 CPU 上执行的。
3. 进程管理技术
3.1 创建进程
在 Linux 系统中，可使用 fork() 系统调用创建新的进程。fork() 调用会创建一个与当前进程相同的副本，包括代码段、数据段和堆栈等。
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main() {
pid_t pid = fork();
if (pid == -1) {
printf("Failed to fork!\n");
return 1;
} else if (pid == 0) {
printf("Child process\n");
// 子进程执行的代码
// ...
} else {
printf("Parent process\n");
// 父进程执行的代码
// ...
}
return 0;
}
3.2 进程调度
进程调度是指根据一定的策略和算法，从就绪状态的进程队列中选择一个进程，并将其调度到 CPU 上执行。
Linux 系统采用的是抢占式调度策略，即在每个时间片的结束时切换到另一个进程。进程的调度策略可以通过 nice 命令进行配置，具体的调度算法在 Linux 内核中实现。
3.3 进程通信
进程通信是指进程之间传递消息、共享数据或进行同步的机制。Linux 提供了多种进程通信方式，包括管道、共享内存、信号量、消息队列等。
其中，管道（pipe）是一种典型的单向通信机制，用于父子进程之间或者兄弟进程之间的通信。
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main() {
int pipefd[2];
if (pipe(pipefd) == -1) {
printf("Failed to create pipe!\n");
return 1;
}
pid_t pid = fork();
if (pid == -1) {
printf("Failed to fork!\n");
return 1;
} else if (pid == 0) {
// 子进程从管道中读取数据
close(pipefd[1]); // 关闭写端
char buffer[1024];
read(pipefd[0], buffer, sizeof(buffer));
printf("Child process: %s\n", buffer);
} else {
// 父进程向管道中写入数据
close(pipefd[0]); // 关闭读端
char message[] = "Hello from parent process!";
write(pipefd[1], message, sizeof(message));
printf("Parent process: %s\n", message);
}
return 0;
}
除了管道，共享内存和消息队列等方式适用于进程需要频繁交换数据的情况。
3.4 进程状态检测
要实现对进程的管理，需要能够检测进程的状态。在 Linux 中，可以使用 ps 命令查看当前运行的进程列表。
例如，要查看系统中所有进程的状态和资源使用情况，可以使用以下命令：
$ ps aux该命令会输出进程的详细信息，包括进程号、状态、CPU 使用率等。
4. 总结
Linux 进程管理是保证系统稳定性和性能的重要组成部分。本文介绍了进程的基本状态、进程创建、进程调度、进程通信和进程状态检测等方面的知识。通过掌握这些实现技术，可以更好地实现对 Linux 系统中运行的进程的管理和调度。