进程在内核中的组织
进程和程序的区别
- 程序是可执行的代码以及执行时需要的数据等信息，存放在磁盘上的介质。
- 当程序被操作系统装载到内存并分配给它一定的资源后，此时可以称为进程。
- 程序是静态存储的概念，进程是动态加载以及执行的概念。
程序被加载到内存成为进程的流程：
程序被cpu载入到内存，然后利用fork创建进程；而后，cpu初始化进程、调度进程执行。
进程的组织形式——进程控制块
进程在内核中以 进程控制块（PCB） 的形式组织，进程控制块的信息如下图所示：
进程控制块task_struct结构
这里的结构，所用数据结构就是结构体。在C语言中，没有面向对象的概念，只有结构体的概念，所以，在操作系统中提到结构，所用的数据结构一般就是结构体。
进程控制块的结构英文名为task_stract，task_stract中存放着进程相关的信息：
- 进程id（pid）
- 用户id（uid）
- 有效用户id（euid）
- 进程状态（state）
- 进程退出状态（exit_state）
- 父进程指针/真正的父进程指针（结构体指针）等信息
除此之外，task_stract中还有文件系统管理、内存管理、通讯机制的相关信息：
- 进程与文件的关联（目录 struct fs_struct *fs）
- 进程对打开文件的组织（文件 struct files_struct *files）
- 内存管理（比如数据块和代码块，存放在磁盘不同的区域 struct mm_struct *mm）
- 进程间通信机制（struct signal_struct *signal / struct signalhand_struct *sighand）
进程还包含一些时间以及定时器、进程创建时间相关的信息：
作用（不太理解，大概就是记录进程执行时状态的时间记录）：记录进程在用户态和和心态所经历的节拍数
- utime（用户态时间）
- stime（内核态时间）
- start_time / real_start_time（进程创建时间/进程真正创建时间）
其中real_start_time还包含了进程的睡眠时间
进程运行状态（五种状态）
五种状态分别是：就绪状态、两种等待状态、僵尸状态、结束状态
属性： volatile long state
取值：
- #define TASK_RUNNING 0
- #define TASK_INTERRUPTIBLE 1
- #define TASK_UNINTERRUPTIBLE 2
- #define TASK_ZOMBIE 3
- #define TASK_STOPPED 8
五种状态的详情叙述：
- 当进程被初始化创建之后，处于就绪状态；在操作系统对进程调度之后，给与相应的CPU资源（在资源的定义中：CPU调度、I/O操作、信号等都是系统的资源） 让其执行，此时进程应该处于运行态，但是在Linux中没有区分就绪态和运行态，而是统一称为TASK_RUNNING的状态（当TASK_RUNNING状态有时间片被调度的时候，就是所谓的运行态，反之为就绪态）；
- 等待状态某资源（等待信号量）、或某事件（等待网络连接）的发生而被挂起的状态，这里又分为两种，一种是TASK_INTERRUPTIBLE，另一种是TASK_UNINTERRUPTIBLE，两者的重要区别在于是否能够响应异步信号（比如当某进程在使用硬件操作时不希望被打断，则其他进程会处在TASK_UNINTERRUPTIBLE状态）；
- TASK_STOPPED，暂停状态，可以被恢复。
- TASK_ZOMBIE，Linux系统特有的一种状态，当进程的生命周期被终止而内核资源没有被释放，会处于TASK_ZOMBIE状态。
task_struct：文件管理、内存管理
介绍了进程中文件管理、内存管理 的组织形式，具体这里不详述。
参考学习视频
进程控制块的组织结构
- 物理组织结构
当多个进程存在时，系统设置了不同状态的队列，就绪队列、等待队列，对进程实现不同的调度。 - 逻辑组织结构
进程之间存在着相互关系（父子关系），如数据结构中的树结构，父进程创建子进程。如下图示是Linux系统当前运行的进程的结构：
由此可以看到Linux操作系统中进程的祖先进程是init进程。