【Linux基础】进程和线程

快来打我* 2023-10-17 01:16 79阅读 0赞

## 基础 ##

从程序说起。

程序是什么？程序是存放在磁盘上，处于某个目录下的一个可执行文件。

Linux系统中，通过exec函数(一共有六个)内核可以将程序读入到内存中并执行。

而程序执行的实例就被称为**进程**(process)，有的时候也称为任务(task)。

每个进程都有一个唯一的数字来标识，称为进程ID(process ID，简称pid)。通过getpid()可以获取到进程号。下面是一个例子：

#include <stdlib.h>  // exit()
    #include <stdio.h>   // printf()
    #include <unistd.h>  // getpid()
    
    int
    main(void)
    {
    	printf("hello world from process ID %d\n", getpid());
    	exit(0);
    }

多次运行的结果如下：

hello world from process ID 3853
    hello world from process ID 3861
    hello world from process ID 3869

得到的pid的值都不一样，且递增。

一个进程中可以有多个**线程**，每个线程处理各自独立的事务。

一个进程中的所有线程都可以访问该进程的组成部分，如地址空间、文件描述符、栈、内存以及与进程相关的属性。

当多个线程之间共享资源的时候，就需要处理一致性的问题。Linux提供了几种机制来解决这种问题，如互斥锁、读写锁和条件变量等。

线程也有ID来标识，但只在它所属进程中有效。

## 进程描述符 ##

为了管理进程，内核必须对每个进程所做的事情进行清楚的描述。

内核通过进程描述符来完成这个工作。

进程描述符对应一个结构体，它是位于sched.h中的task\_struct。

task\_struct是一个很大的结构体，这里只介绍一部分的成员：

volatile long state;  //进程状态

进程状态有以下的几种：

#define TASK_RUNNING		0
    #define TASK_INTERRUPTIBLE      1
    #define TASK_UNINTERRUPTIBLE    2
    #define TASK_STOPPED            4
    #define TASK_TRACED             8
    #define EXIT_ZOMBIE             16
    #define EXIT_DEAD               32

关于这些状态具体表示的是什么这里先略过。

pid_t pid;     //进程标识符

这个在前面已经介绍过，它用来唯一得标识一个进程。

struct thread_info *thread_info;    //线程描述符

这个结构体的定义如下：

struct thread_info {
    	struct task_struct	*task;          /* main task structure */
    	struct exec_domain	*exec_domain;   /* execution domain */
    	unsigned long		flags;          /* low level flags */
    	unsigned long		status;         /* thread-synchronous flags */
    	__u32			cpu;            /* current CPU */
    	__s32			preempt_count;  /* 0 => preemptable, <0 => BUG */
    
    
    	mm_segment_t		addr_limit;     /* thread address space:
    					 	   0-0xBFFFFFFF for user-thead
    						   0-0xFFFFFFFF for kernel-thread
                                                    */
    	struct restart_block    restart_block;
    
    	unsigned long           previous_esp;   /* ESP of the previous stack in case
    						   of nested (IRQ) stacks
                                                    */
    	__u8			supervisor_stack[0];
    };

这个线程描述符被放在为进程单独分配的内存区域。结构如下：

待续未完......

## 参考 ##

[《UNIX环境高级编程》][UNIX]中文版第二版；

[《深入理解LINUX内核》][LINUX]中文版第三版；

[UNIX]: https://book.douban.com/subject/1788421/
[LINUX]: https://book.douban.com/subject/1767120/