[Linux] Linux如何管理进程

标题：[Linux] Linux如何管理进程

@水墨不写bug

正文开始：
在《Linux操作系统入门详解》中，我们了解到了操作系统的定位和基本概念：

    **操作系统是一款进行软硬件管理的软件，操作系统通过管理好软硬件资源来为用户提供一个稳定，高效，安全的执行环境。**

     但是，操作系统是如何管理的呢？接下来我们需要对“管理”这个概念进行深入的理解。

一、如何理解管理

     对于管理的，我们可以从身边的管理体系进行理解：

    我们身边最典型的例子：

    **管理者（决策者）——校长；**

** 执行者——辅导员**

** 被管理者 —— 学生**

     校长是如何管理学生的呢？我们在平时并没有见到校长，但是校长如何进行管理呢？

    其实，校长并不需要直接对学生进行面对面管理，因为这是没有必要的。校长仅仅需要对学生的数据（学分，绩点，活动，科研等数据）进行管理即可。校长想要获得这些数据，就需要通过辅导员进行收集数据。

    对应到操作系统管理软硬件资源，操作系统的位置相当于校长，驱动程序的位置相当于辅导员，软硬件资源的位置相当于学生：

    **管理者（决策者）                ——校长 ——操作系统**

** 执行者 ——辅导员 ——驱动程序**

** 被管理者 —— 学生 ——软硬件资源**

    操作系统想要管理好软硬件资源，就需要首先从驱动程序那里获得软硬件资源的数据，然后根据这些数据，来对底层进行管理。![](https://i-blog.csdnimg.cn/direct/d49c1e0845134185ab072492a996bd81.png)

总结：

    **管理者 管理 被管理者，并不需要直接见面，管理者只要获取被管理者的数据即可实现管理操作。**

二、如何进行管理（先描述，后管理）

    对于校长而言，如果数据量较小，校长还可以接受，但是一旦数据量庞大起来，校长就需要一种更高效的管理方法了。

    校长可以通过编程，来首先创建一个描述学生对象的结构体，接下来通过一个顺序表来存储这些学生对象的数据，这样一来，有很多好处：

    **1.高效管理**，我们可以通过设置多个接口函数来对这个顺序表进行管理，比如修改（Modefy）、增加（insert）、删除（erase）。

    **2.建模简化**，通过顺序表将对学生对象的管理转化为对顺序表的管理：这样一来，我们成功的将对学生的管理工作转化为了对链表的增删差改。

    校长本来需要对着一张张成绩表看，在使用了高效管理的方法之后，校长只需要调用几个函数，就可以知道绩点最高的是谁，最活跃的是谁，综合成绩最高的是谁等等。

    我们对上面的这一个方法总结成一个抽象的解决问题的过程：

先描述对象

    当我们遇到一个问题，**首先**需要通过自定义类型**描述问题的对象信息（比如：校长管理学生需要的信息：绩点等），**这些信息一定是管理需要的关键信息，需要根据具体管理的需要来描述。这一个过程可以通过创建一个结构体对象来存储对象的信息。

再组织对象

** 其实描述就是提取对象的关键信息**。在获得了关键信息之后，为了方便管理，我们需要对这些数据进行组织，不同的组织方式的管理特点也不同：

比如：

** 通过顺序表组织，快速查找修改高效，尾插尾删高效，头插头删效率低；**

** 通过链表的组织，在两端的插入删除高效，但是查找的效率低；**

** 通过二叉搜索树组织，查找非常高效。**

     其实，C++的STL就是为我们提供了一套组织数据的方式，我们在需要管理数据的时候，只需要描述对象的关键信息，然后可以直接使用STL的数据组织方式。**甚至我们如果对STL的组织方式不满，我们可以自己实现自己的数据组织方式。**

三、进程的概念

    其实，上面这一套解决问题的方法正是操作系统管理数据的方式。**在操作系统中，管理任何对象，最终都可以转化为对某种数据结构的增删差改。**

在书本上，当我们查看进程的概念时，一定会看到这样的解释：

    **一个正在执行的程序是进程。**

    这样的解释是含糊不清的，其实在管理进程的时候，**操作系统也会创建一个描述进程的对象，这个对象含有管理进程的关键信息**（这些管理信息比如：进程编号，进程的状态，优先级等）。在Linux中，这个描述进程（PCB）的结构称为：

task struct;

task_struct-是PCB的一种：

** 在Linux中描述进程的结构体叫做task_struct。**

** task_struct是Linux内核的一种数据结构，它会被装载到RAM(内存)里并且包含着进程的信息。**

    当我们运行一个程序的时候，操作系统做了两件事，首先是在内存中创建PCB并根据提取程序得到的关键信息初始化PCB；其次是将程序的代码和数据加载到内存中：**PCB+程序的代码和数据 统称 进程。**

** 假设现在我们的磁盘中有一个程序：mytest**

     当我们 **./mytest** 运行程序之后，操作系统首先会在**内存**中创建一个PCB，并且同从mytest中提取的关键数据初始化PCB：![](https://i-blog.csdnimg.cn/direct/0b5c75ddd72e45e9829e44f66a40058f.png)

    同时，操作系统会将mytest的**源代码和数据**加载到内存中：

    **我们把程序的PBC（mytest的重要信息）和加载到内存中的数据和源代码 这个整体称为 “进程”。而平时我们称“运行的程序”就是进程这样的解释并没有成功解释清楚加载到内存的这一过程。**

** 回到我们最初的标题：操作系统如何管理进程？**

    在实际操作系统中，进程不止存在一个，操作系统就是通过创建多个PBC并将相应的数据和代码加载到内存中来维护进程的。

    **假如进程之间的组织方式是双链表，那么操作系统对进程的管理就转化为了对双链表的增删查改！这就是操作系统管理进程的方式的大致方式。**

完~

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