Linux基礎 程序管理

程序是作業系統上非常重要的概念，所有系統上面跑的資料都會以程序的型別存在。在 linux 系統當中：觸發任何乙個事件時，系統都會將它定義成為乙個程序，並且給予這個程序乙個 id，稱為 pid，同時根據觸發這個程序的使用者，給予這個 pid 一組有效的許可權設定。

程式執行起來後，我們看不到也摸不著。因此 linux 為我們提供了一系列方便的命名來檢視正在執行的程序。首先是 ps 命令，比如ps -l命令能檢視當前 bash 下的相關程序全部資訊。如下：

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$ ps -l

f s uid pid ppid c pri ni addr sz wchan tty time cmd
0 s 1000
2552
2538080
0 - 1945
wait pts/0
00:00:00 bash
0 s 1000
9352
2552080
0 - 1926
wait pts/0
00:00:00 bash
0 r 1000
9478
9352080
0 - 1598 - pts/0
00:00:00 ps

可以看到這裡 init 程序是所有程序的根節點，使用ps命令還能看到 init 的 pid 為 1 。當linux啟動的時候，init 是系統建立的第乙個程序，這一程序會一直存在，直到我們關閉計算機。所有其他的程序都是由 init 程序衍生出來的。

上面提到所謂的「衍生出來的程序」正是 linux 的父子程序的概念。當我們登入系統後，會取得乙個 bash shell，然後我們利用這個 bash 提供的介面去執行另乙個命令，例如bash或者ps等。那些另外執行的命令也會被觸發成為 pid，那個後來執行的命令產生的 pid 就是「子程序」，而原本的 bash 環境下，就稱為「父程序」了。

老程序成為新程序的父程序（parent process），而相應的，新程序就是老的程序的子程序（child process）。乙個程序除了有乙個pid之外，還會有乙個ppid（parent pid）來儲存的父程序 pid。如果我們循著 ppid 不斷向上追溯的話，總會發現其源頭是 init 程序。所以說，所有的程序也構成乙個以 init 為根的樹狀結構。

我們使用ps -o命令來看一看現有的程序。

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$ ps -o pid,ppid,comm

pid ppid command
2552
2538 bash
9352
2552 bash
9625
9352
ps

當計算機開機的時候，核心（kernel）只建立了乙個 init 程序。linux kernel 並不提供直接建立新程序的系統呼叫。剩下的所有程序都是 init 程序通過 fork 機制建立的。新的程序要通過老的程序複製自身得到，這就是 fork。fork 是乙個系統呼叫。程序存活於記憶體中。每個程序都在記憶體中分配有屬於自己的一片空間 (記憶體空間，包含棧、堆、全域性靜態區、文字常量區、程式**區)。當乙個程式呼叫 fork 的時候，實際上就是將上面的記憶體空間，又複製出來乙個，構成乙個新的程序，並在核心中為該程序建立新的附加資訊 (比如新的 pid，而 ppid 為原程序的 pid)。此後，兩個程序分別地繼續執行下去。新的程序和原有程序有相同的執行狀態(相同的變數值，相同的指令…)。我們只能通過程序的附加資訊來區分兩者。

程式呼叫 exec 的時候，程序清空自身的記憶體空間，並根據新的程式檔案重建程式**、文字常量、全域性靜態、堆和棧(此時堆和棧大小都為 0)，並開始執行。

這個工作管理（job control）是用在 bash 環境下的，也就是說，當我們登入系統取得 bash shell 之後，在單一終端機下可以同時進行多個工作的行為管理。

假如我們只有乙個終端，因此在可以出現提示符讓你操作的環境就成為前台（foreground），至於其他工作就可以放在後台（background）去暫停或執行。

工作管理的意義在於將多個工作囊括在乙個終端，並取其中的乙個工作作為前台，來直接接收該終端的輸入輸出以及終端訊號。 其他工作在後台執行。

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