进程生命周期，进程生命周期创建、退出、停止，以及僵尸进程是什么意思。
一、进程的定义
进程--线程。进程是资源分配单位；搞清楚进程就是搞清楚进程资源情况。进程控制块PCB是OS的通用叫法。task_struct结构体描述进程的资源情况。如下图所属：
1）*mm描述内存资源
2）*fs：文件系统资源
3）文件资源：注意与fs的区别，打开文件的fd数组fd_array记录打开文件的fd
4）*signal：该进程的信号处理函数（用户理解为多态）
5）pid：数量有限
节选自《linux操作系统原理与应用》：
传统上，这样的数据结构(task_struct)叫做进程控制块PCB。linux中PCB是一个相当庞大的结构体，其域多达80多项，它的所有域按其功能可分为以下几类：
- 状态信息 描述进程的动态变化
- 链接信息 描述进程的父子关系
- 各种标识符 用简单数字对进程进行标识
- 进程间通信信息 描述多个进程在同一任务 上的协作工作
- 时间和定时器信息 描述进程在生命周期内使用CPU时间的统计、计费等信息
- 调度信息 描述进程优先级、调度策略等信息
- 文件系统信息 对进程使用文件情况进行记录
- 虚拟内存信息 描述每个进程拥有的地址空间
- 处理器环境信息 描述进程的执行环境（处理器的寄存器及堆栈等）
二、pid
1）pid数量有限，所以不能无限创建进程：32位-32768 64位-131072
2）fork炸弹的原理
改写一下代码
1 :() #函数定义 2 { 3 :|:& #调用自己，然后|管道，管道里面也递归调用：创建进程，然后&后台执行 4 } 5 ; #函数结束 6 : #调用自己
|是管道，&是后台执行。
一直在创建进程，把pid耗尽，kill、killall等命令也要创建一个进程执行，但是pid已经耗尽，无法执行，用户感觉系统死掉。
三、task_struct管理
1）形成链表：最方便，但是进程之间的关系是树型关系，父子进程关系，pstree命令可以查看，所以也可以用树。
zsh@zsh-vm:~$ pstree systemd─┬─ModemManager─┬─{gdbus} │ └─{gmain} ├─NetworkManager─┬─dhclient │ ├─dnsmasq │ ├─{gdbus} │ └─{gmain} ├─VGAuthService ├─accounts-daemon─┬─{gdbus} │ └─{gmain} ├─acpid
2）形成树：这样可以反应进程之间的关系，找父子关系比较简单，但是有时候需要检索一个进程的pid，比如 kill -2 8934，这种情况下树检索比较慢了。使用哈希可以快速查找
3）形成哈希
总结：快速遍历使用链表，想查找父子进程用树，想通过pid快速查找进程用哈希。所以linux里面这三种数据结构都有，使得各种场景快速达到目的，以空间换时间。
四、进程生命周期
1）就绪态：fork出来就是就绪态，linux里面就绪和运行的状态标志是一样的
2）运行态：linux里面就绪和运行的状态标志是一样的，时间片用完或者被抢占进入就绪态
3）睡眠态：等资源就进入睡眠态，等到资源就进入就绪态
4）僵尸态：进程死掉先成为僵尸，用于描述task_struct及成员还没有消失，但是进程占用的资源已经消失；需要父进程wait4（waitpid等）等待僵尸才消失（父进程清理子进程）。所以僵尸状态是很短的。
僵尸态的原因是父进程可以获取子进程的退出码exit_code，即退出原因。
例子：杀死子进程，观察父进程能监控到子进程死亡原因。
1 #include <stdio.h> 2 #include <sys/wait.h> 3 #include <stdlib.h> 4 #include <unistd.h> 5 6 int main() 7 { 8 pid_t pid, wait_pid; 9 int status; 10 11 pid = fork(); 12 13 if(pid == -1) 14 { 15 perror("Cannot create new process"); 16 exit(1); 17 } else if (pid == 0) 18 { 19 printf("child process id: %ld ", (long)getpid()); 20 pause(); 21 _exit(0); 22 } else 23 { 24 #if 0 /* define 1 to make child always a zombie */ 25 printf("ppid: %d ", getpid()); 26 while(1); 27 #endif 28 do 29 { 30 wait_pid = waitpid(pid, &status, WUNTRACED | WCONTINUED); 31 32 if(wait_pid == -1) 33 { 34 perror("cannot using waitpid function"); 35 exit(1); 36 } 37 38 if(WIFEXITED(status)) 39 { 40 printf("child process exits, status = %d ", WEXITSTATUS(status)); 41 } 42 43 if(WIFSIGNALED(status)) 44 { 45 printf("child process is killed by signal %d ", WTERMSIG(status)); 46 } 47 48 if(WIFSTOPPED(status)) 49 { 50 printf("child process is stopped by signal %d ", WSTOPSIG(status)); 51 } 52 53 if(WIFCONTINUED(status)) 54 { 55 printf("child process resume running... "); 56 } 57 58 }while(!WIFEXITED(status) && !WIFSIGNALED(status)); 59 60 exit(0); 61 } 62 }
kill -9 pid是杀不死僵尸进程的，因为僵尸进程已经死掉了。父进程一直不清理僵尸进程，可以通过杀死僵尸进程的父进程来清理。
僵尸进程的资源已经释放，所以不会造成内存泄漏。
工程中观察进程是否内存泄漏：多点连续采样法。震荡收敛没有泄漏，震荡发散（上升）是内存泄漏。
僵尸太多也不好，占用pid。
5）停止态：人为停止进程，发送停止信号：1）ctrl+z，作业控制（JC），发送contine信号继续运行（fgg）,kill发送信号等；2）GDB调试;
cpulimit工具控制进程的cpu利用率：cpulimit -l 20 -p pid , 20为允许的cpu利用率，实际结果不会那么精
确。
五、 fork
1）先看一个例子，fork叉子
结果为打印6个（1*2+2*2）：
2）fork返回值：子进程返回0，父进程返回子进程的pid。
运行结果：
父子进程哪个先跑默认不确定，但是有内核可调试开关/proc，倾向于让子进程先跑。
3）子死父清场：linux里面总是白发人送黑发人
4）深度睡眠：必须等到资源才能醒，不响应信号，所以kill -9也杀不死。why?major page fault，代码段命运命中，还在硬盘，进程就进入深度睡眠，如果响应信号，那么信号处理函数有可能也在硬盘，没有载入内存，再次发生page fault，嵌套。中断响应吗？中断是正在执行被中断，已经睡眠了，怎么中断。
时钟中断也不可以唤醒。
浅度睡眠：资源来了醒，信号来了也可以醒。时钟中断可以唤醒。
睡眠是内核调用进入，驱动也可以。用户态不可以直接调用睡眠。
答疑：getppid()获取父进程的pid。
书籍：operating system three piecies 全英文
课后作业代码地址：
