定义
进程是操作系统中正在运行的程序的一个实例。它是系统进行资源分配和调度的基本单位，包含程序代码、数据和执行状态等信息。
关键特性
- 独立性：每个进程拥有独立的地址空间和资源。
- 动态性：进程有生命周期（创建、运行、终止）。
- 并发性：多个进程可并发执行（通过 cpu 时间片轮转）。
进程的组成
| 组成部分 | 说明 |
|---|---|
| 代码段 | 存储可执行的程序指令（即程序的二进制代码）。 |
| 数据段 | 存储全局变量和静态变量。 |
| 堆（heap） | 动态分配的内存区域（如 malloc() 或 new 分配的变量）。 |
| 栈（stack） | 存储函数调用时的局部变量和返回地址。 |
| pcb | 进程控制块（process control block），记录进程的元数据和状态。 |
pcb 内容示例
struct pcb {
int pid; // 进程 id
int status; // 状态（运行/就绪/阻塞等）
int priority; // 优先级
void *code_ptr; // 程序计数器（指向下一条指令）
// ... 其他信息（寄存器值、内存分配、打开文件列表等）
};
进程的状态
- 创建（new）：进程正在被创建。
-
就绪（ready）：进程已获得所需资源，等待 cpu 时间。
-
运行（running）：进程正在 cpu 上执行。
-
阻塞（blocked）：进程因等待事件（如 i/o）暂停运行。
-
终止（terminated）：进程执行完毕或被强制结束。
进程调度
-
操作系统通过调度算法决定哪个进程获得 cpu 时间，常见算法包括：
-
先来先服务（fcfs）
-
短作业优先（sjf）
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时间片轮转（round robin）
-
多级反馈队列（multilevel feedback queue）
进程创建与终止
-
创建方式：
- 系统初始化时创建（如守护进程）。
-
通过 fork() 复制现有进程（常见于 linux）。
-
用户请求创建（如双击运行程序）。
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终止方式：
- 正常退出（执行完毕）。
-
错误退出（如段错误）。
-
被其他进程强制终止（如 kill -9 pid）。
进程间通信（ipc）
进程间通过以下机制交换数据：
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管道（pipe）
-
消息队列（message queue）
-
共享内存（shared memory）
-
信号（signal）
-
套接字（socket）
进程 vs 线程
| 特性 | 进程 | 线程 |
|---|---|---|
| 资源占用 | 独立内存空间，开销大 | 共享进程资源，开销小 |
| 通信方式 | ipc 机制（如管道） | 直接读写共享内存 |
| 崩溃影响 | 不影响其他进程 | 可能导致整个进程终止 |
| 切换成本 | 高（需切换地址空间） | 低 |