一、目的

linux為了不同的進(jìn)程管理目的，使用了不同的方法組織進(jìn)程之間的關(guān)系，為了體現(xiàn)父子關(guān)系，使用了“樹形”圖；為了對同一信號量統(tǒng)一處理，使用了進(jìn)程組；為了快速查找某個進(jìn)程，使用了哈希表；為了進(jìn)程調(diào)度，創(chuàng)建了運(yùn)行隊列、等待隊列，將不同運(yùn)行狀態(tài)的進(jìn)程放入不同的隊列中。

本文將講述進(jìn)程間的組織方式及特點。

二、父子關(guān)系、兄弟關(guān)系

系統(tǒng)啟動后創(chuàng)建第一個進(jìn)程0(swapper，也叫idle)和進(jìn)程1(init)，之后進(jìn)程0進(jìn)入idle狀態(tài)，當(dāng)沒有進(jìn)程可以被調(diào)度的時候運(yùn)行該進(jìn)程，不做具體的事情；系統(tǒng)其它的進(jìn)程都是由進(jìn)程1創(chuàng)建的，所以進(jìn)程1自然而然就是系統(tǒng)所有進(jìn)程的父進(jìn)程，系統(tǒng)進(jìn)程之間的關(guān)系也就呈現(xiàn)出“樹形”結(jié)構(gòu)。

進(jìn)程1還負(fù)責(zé)處理僵尸進(jìn)程。由于進(jìn)程0不具備處理僵尸進(jìn)程的能力，所以不能為進(jìn)程1創(chuàng)建兄弟進(jìn)程，否則當(dāng)進(jìn)程1的兄弟進(jìn)程處于僵尸態(tài)時，系統(tǒng)就無法處理這些僵尸進(jìn)程了。

當(dāng)一個進(jìn)程創(chuàng)建新進(jìn)程時，默認(rèn)新進(jìn)程是當(dāng)前進(jìn)程的子進(jìn)程；當(dāng)前進(jìn)程是新進(jìn)程的父進(jìn)程。當(dāng)使用CLONE_PARENT參數(shù)標(biāo)志創(chuàng)建新進(jìn)程時，當(dāng)前進(jìn)程和新進(jìn)程擁有相同的父進(jìn)程。

當(dāng)兩個進(jìn)程之間是父子關(guān)系時，父進(jìn)程的children成員連接了所有子進(jìn)程；子進(jìn)程的sibling成員連接了該子進(jìn)程的所有兄弟進(jìn)程(即父進(jìn)程的所有子進(jìn)程)，real_parent成員指向?qū)嶋H的父進(jìn)程，parent成員指向了實際處理子進(jìn)程SIGCHLD信號的進(jìn)程。

使用ps命令的-H參數(shù)可以顯示進(jìn)程的父子關(guān)系。例如，在當(dāng)前bash下新建子進(jìn)程bash，并在子進(jìn)程bash中創(chuàng)建子進(jìn)程ps，使用ps-H命令顯示效果如下：

三、進(jìn)程組

在《linux進(jìn)程管理(1)---進(jìn)程描述符》的第三節(jié)詳述了linux下進(jìn)程與進(jìn)程組的概念，為了滿足POSIX標(biāo)準(zhǔn)，linux提出了進(jìn)程組的概念；多個進(jìn)程合作完成一個功能，那么這些進(jìn)程可以放到一個進(jìn)程組中。

每個進(jìn)程組都會指定一個進(jìn)程為“組長”；“組員”通過使用group_leader成員指向“組長”；同時，“組長”使用thread_group成員將“組員”組織起來。

使用進(jìn)程組可以解決系統(tǒng)給一組進(jìn)程發(fā)送同一信號量的場景，在該場景下，系統(tǒng)只需給“組長”發(fā)送信號量即可，所以處于同一進(jìn)程組的進(jìn)程之間共享信號量資源。

默認(rèn)情況下，新進(jìn)程獨自組成了一個進(jìn)程組并且承擔(dān)“組長”的責(zé)任；如果使用CLONE_THREAD參數(shù)標(biāo)志，指定新進(jìn)程與當(dāng)前進(jìn)程處于同一進(jìn)程組，那么，此時當(dāng)前進(jìn)程與新進(jìn)程之間不存在父子關(guān)系(實際上，新進(jìn)程指向當(dāng)前進(jìn)程的父進(jìn)程)，但是這兩個進(jìn)程擁有相同的“組長”，所以，在這種情況下，從進(jìn)程組的角度才能準(zhǔn)確表達(dá)進(jìn)程之間的關(guān)系。

使用ps命令的-eLf參數(shù)可以查看進(jìn)程組關(guān)系，顯示結(jié)果中PID表示進(jìn)程組ID(注意，此時PID的含義是tgid)、PPID表示父進(jìn)程ID、LWP表示進(jìn)程ID、NLWP表示進(jìn)程組中進(jìn)程的個數(shù)。

例如，使用ps

-eLf命令后，可以看到rsyslogd進(jìn)程組有四個“組員”(即四個線程)，“組長”的pid是821，“組員”的pid分別是821、844、895、896；821“組員”也是該組的“組長”。

默認(rèn)情況下proc文件系統(tǒng)顯示的是進(jìn)程組“組長”的文件夾，使用ps-eLf命令找到進(jìn)程組“成員”的pid(對應(yīng)輕量級進(jìn)程的pid即LWP)，然后直接在proc目錄下cd到pid文件夾中即可。

四、哈希表

為了快速查找某個進(jìn)程，系統(tǒng)將所有進(jìn)程連接在一個全局的鏈表中，表頭是init進(jìn)程的tasks成員；當(dāng)一個進(jìn)程被創(chuàng)建時，會將該進(jìn)程的tasks成員鏈接到init進(jìn)程的tasks中。

所以，從當(dāng)前進(jìn)程出發(fā)，向上尋找父進(jìn)程，一直找到init進(jìn)程為止；那么就可以從init進(jìn)程的tasks成員鏈表找到任意一個進(jìn)程。

使用ps命令的-AL參數(shù)可以顯示所有進(jìn)程，包括輕量級進(jìn)程。

五、運(yùn)行隊列、等待隊列

調(diào)度程序使用運(yùn)行隊列和等待隊列管理進(jìn)程的調(diào)度，處于運(yùn)行隊列中的進(jìn)程滿足調(diào)度條件，隨時等待調(diào)度程序?qū)⑵浞湃隿pu運(yùn)行；處于等待隊列中的進(jìn)程由于缺乏某個資源而睡眠，當(dāng)條件滿足時被放入運(yùn)行隊列中。

運(yùn)行隊列管理的是處于運(yùn)行態(tài)的進(jìn)程，等待隊列管理的是睡眠態(tài)的進(jìn)程(可中斷態(tài)和不可中斷態(tài))，其他狀態(tài)的進(jìn)程(退出態(tài)、停止態(tài)等)因為和系統(tǒng)調(diào)度無關(guān)，所以不會放入隊列中管理。因此，只有運(yùn)行態(tài)和睡眠態(tài)的進(jìn)程才會被放入隊列中。

處于運(yùn)行態(tài)的進(jìn)程具有不同優(yōu)先級，根據(jù)優(yōu)先級又可以把進(jìn)程放到不同優(yōu)先級的運(yùn)行隊列中。

等待隊列是linux比較常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，在很多地方都使用該結(jié)構(gòu)，例如：中斷處理、進(jìn)程同步等場景。處于睡眠態(tài)的進(jìn)程可能因為不同的事件而阻塞，所以根據(jù)事件類型又可以把進(jìn)程放到不同事件的等待隊列中。

六、全景視圖

為了有個直觀的感受，給出一幅進(jìn)程組織關(guān)系的全景視圖。

從圖中可以看出，內(nèi)核進(jìn)程idle有兩個孩子kthreadd、init；init進(jìn)程有三個孩子ksyslogd，并且這三個孩子組成了一個進(jìn)程組，“組長”是進(jìn)程826，“組員”是進(jìn)程845、進(jìn)程887；此時，有一個等待隊列，隊列中有兩個成員，分別指向了進(jìn)程845、進(jìn)程887。

七、總結(jié)

為了管理進(jìn)程的創(chuàng)建、消亡(處理僵尸進(jìn)程等操作)使用了父子、兄弟關(guān)系；為了統(tǒng)一處理同一信號量，使用進(jìn)程組關(guān)系；為了方便全局查找，使用了哈希表關(guān)系；為了調(diào)度程序，使用了運(yùn)行隊列、等待隊列數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。

我們不僅要掌握這些進(jìn)程組織關(guān)系的具體含義，更重要的是思考linux精心設(shè)計這些組織關(guān)系背后的“驅(qū)動力”和技巧。當(dāng)我們以后遇到類似場景時，能夠“拿來主義”為我所用。

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原文：http://blog.csdn.net/luomoweilan/article/details/21411943

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的linux ps 进程组,linux进程管理(2)---进程的组织结构的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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