程序

　　程序通常以兩種面目示人。其一為源碼形式，由使用編程語言（比如，C語言）寫成的一系列語句組成，是人類可以閱讀的文本文件。想要執行程序，則需將源碼轉換為第二種形式——計算機可以理解的二進制機器語言指令。（這與腳本形成了鮮明對照，腳本是包含命令的文本文件，可以有shell或其他命令解釋器之類的程序直接處理。）一般認為，術語“程序”的上述兩種含義幾近相同，因為經過編譯和鏈接處理，會將源碼轉換為語義相同的二進制機器碼。

過濾器

　　從stdin讀取輸入，加以轉換，再將轉換后的數據輸出到stdout，常常將擁有上述行為的程序稱為過濾器，cat、grep、tr、sort、wc、sed、awk均在其列。

命令行參數

　　C語言程序可以訪問命令行參數，及程序運行時在命令行中輸入的內容。要訪問命令行參數，程序的main（）函數需作出如下聲明：

　　int main(int argc, char* argv[])

　　argc變量包含命令行參數的總個數，argv指針數組的成員指針則逐一指向每個命令行參數字符串。收個字符串argv[0]，標識程序名本身。

進程（process）

　　進程是正在執行的程序實例。執行程序時，內核會將程序代碼載入虛擬內存，為程序變量分配空間，簡歷內核記賬（bookkeeping）數據結構，以記錄與進程有關的各種信息（比如，進程ID、用戶ID、組ID以及種植狀態等）。

　　從內核來看，進程是一個個實體，內核必須在他們之間共享各種計算機資源。對于像內存這樣的受限資源來說，內核一開始會為進程分配一定數量的資源，并在進程的生命周期內，統籌該進程和整個系統對資源的需求，對這一分配進行調整。程序終止時，內核會釋放所有此類資源，供其他進程重新使用。其他資源（如CPU、網絡帶寬等）都屬于可再生資源，但必須在所有進程間平等共享。

進程的內存布局

　　邏輯上將一個進程劃分為以下幾部分（也稱為段）

　　1、文本：程序的指令

　　2、數據：程序使用的靜態變量

　　3、堆：程序可從該區域動態分配額外內存

　　4、棧：隨函數調用、返回而增減的一片內存，用于為局部變量和函數調用鏈接信息分配存儲空間。

創建進程和執行程序

　　進程可使用系統調用fork（）來創建一個新進程。調用fork（）的進程被稱為父進程，新創建的進程被稱為子進程。內核通過對父進程的復制來創建子進程。子進程從父進程處繼承數據段、棧段以及堆段的副本后，可以修改這些內容，不會影響父進程“原版”內容。（在內存中被標記為只讀的程序文本段則由父、子進程共享。）

　　然后，子進程要么去執行與父進程共享代碼段中的另一組不同函數，或者，更為常見的情況是使用系統調用execve（）去加載并執行一個全新程序。execve（）會銷毀現有的文本段、數據段、棧段及堆段，并根據新程序的代碼，創建新段來替代他們。

進程ID和父進程ID

　　每一個進程都有一個唯一的整數型進程標識符（PID）。此外，每一個進程還具有一個父進程標識符（PPID）屬性，用以標識請求內核創建自己的進程。

進程終止和終止狀態

　　可使用以下兩種方式之一來終止一個進程：

　　其一，進程可使用_exit()系統調用（或相關的exit()庫函數），請求退出。

　　其二，向進程傳遞信號，將其“殺死”。

　　無論以何種方式退出，進程都會生成“終止狀態”，一個非負小整數，可供父進程的wait（）系統調用檢測。

　　在調用_exit()的情況下，進程會指明自己的終止狀態。若由信號來“殺死”進程，則會根據導致進程“死亡”的信號類型來設置進程的終止狀態。根據慣例，終止狀態為0表示進程“功成身退”，非0則表示有錯誤發生。大多數shell會將前一執行程序的終止狀態保存于shell變量$?中。

進程的用戶和組標識符（憑證）

　　每個進程都有一組與之相關的用戶ID（UID）和組ID（GID）。

　　真實用戶ID和組ID：用來標識進程所屬的用戶和組。新進程從其父進程處繼承這些ID。登錄shell則會從系統密碼文件的相應字段中獲取其真實用戶ID和組ID。

　　有效用戶ID和組ID：進程在訪問受保護資源（比如，文件和進程間通信對象）時，會使用這兩個ID（并結合下述的補充組ID）來確定訪問權限。一般情況下，進程的有效ID與相應的真實ID值相同。改變進程的有效ID實為一種機制，可使進程具有其他用戶或組的權限。

　　補充組ID：用來標識進程所屬的額外組。新進程從其父進程處繼承補充組ID。登錄shell則從系統組文件中獲取其補充組ID。

特權進程

　　就傳統意義而言，特權進程是指有效用戶ID為0（超級用戶）的進程。通常由內核所施加的權限限制對此類進程無效。

　　由某一特權進程創建的進程，也可以是特權進程。

能力

　　Linux把傳統上賦予超級用戶的權限劃分為一組相互獨立的單元（稱之為“能力”）。每次特權操作都與特定的能力相關，僅當進程具有特定能力時，才能執行相應操作。傳統意義上的超級用戶進程則相應開啟了所有能力。

　　賦予某進程部分能力，使得其既能執行某些特權級操作，又防止其執行其他特權級操作。

init進程

　　系統引導時，內核會創建一個名為init的特殊進程，即“所有進程之父”，該進程的相應程序文件為/sbin/init。系統的所有進程不是由init（使用fork（））“親自”創建，就是由其后代進程創建。init進程號總為1，且總是以超級用戶權限運行。

　　任何人（包括超級用戶）都不能“殺死”init進程，只有關閉系統才能終止該進程。init的主要任務是創建并監控系統運行所需的一系列進程。

守護進程

　　守護進程指的是具有特殊用途的進程，系統創建和處理此類進程的方式與其他進程相同，但以下特征是其所獨有的：

　　1、“長生不老”。守護進程通常在系統引導時啟動，直至系統關閉前，會一直“健在”。

　　2、守護進程在后臺運行，且無控制終端供其讀取或寫入數據。

環境列表

　　每個進程都有一份環境列表，即在進程用戶空間內存中維護的一組環境變量。這份列表的每一元素都由一個名稱及其相關值組成。由fork（）創建的新進程，會繼承父進程的環境副本。這也為父子進程間通信提供了一種機制。當調用exec（）替換當前正在運行的程序時，新程序要么繼承老程序的環境，要么在exec（）調用的參數中制定新環境并加以接收。

　　在絕大多數shell中，可使用export命令來創建環境變量（C shell使用setenv命令），例如

　　$ export MYVAR='Hello world'

　　C語言程序可使用外部變量（char **environ）來訪問環境，而庫函數也允許進程去獲取或修改自己環境中的值。

　　shell定義并使用了一系列變量，供shell執行的腳本和程序訪問。其中包括：變量HOME（明確定義了用戶登錄目錄的路徑名）、變量PATH（指明了用戶輸入命令后，shell查找與之相應程序時所搜索的目錄列表）。

資源限制

　　每個進程都會消耗諸如打開文件、內存以及CPU時間之類的資源。使用系統調用setrlimit（），進程可為自己消耗的各類資源設定一個上線。此類資源限制的每一項均有兩個相關值：軟限制（soft limit）限制了進程可以消耗的資源總量，硬限制（hard limit）軟限制的調整上限。非特權進程在針對特定資源調整軟限制值時，可將其設置為0到相應硬限制值之間的任意值，但硬限制則只能調低，不能調高。

　　fork（）創建的新進程，會繼承其父進程對資源限制的設置。

　　使用ulimit命令（在C shell中為limit）可調整shell的資源限制。shell為執行命令創建的子進程會繼承上述資源設置。

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轉載于:https://www.cnblogs.com/Bird-of-Paradise/p/6797071.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的1-3_基本概念_程序进程的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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