### 高级Linux编程之进程管理
#### 一、进程概念与作用
在《advanced-linux-programming.pdf》中，文章开篇便明确了一个核心概念：一个正在运行的程序实例被称为**进程**（Process）。例如，当您在屏幕上看到两个终端窗口时，这意味着您可能在同时运行着两个相同的终端程序——即存在两个终端进程。每个终端窗口很可能都在运行一个shell，而每一个运行中的shell则代表另一个进程。当您从shell中调用命令时，相应的程序将在一个新的进程中执行；当这个新进程完成执行后，shell进程会继续运行。
高级程序员经常会在单一应用中使用多个相互协作的进程，这样做的目的有三个：
1. **多任务处理**：使应用程序能够同时进行多项任务。
2. **增强应用程序的稳定性**：通过将任务分散到不同的进程中来降低单个进程崩溃对整个应用的影响。
3. **利用已有的程序**：通过进程间的通信（IPC）机制，可以在不同进程中复用现有的代码或程序。
#### 二、进程管理函数
文中提到，大多数用于操作进程的功能在其他UNIX系统中也是相似的。这些功能大多在`<unistd.h>`头文件中声明。为了确保准确无误地使用这些函数，建议查阅每个函数的手册页（man page）以获取详细信息。下面是一些常见的进程管理函数及其用途：
- **`fork()`**：创建一个新的子进程。子进程几乎完全复制了父进程的状态，除了其PID和PPID等属性。
- **`exec*()`**：替换当前进程的执行上下文。`exec*`系列函数包括`execl`, `execle`, `execlp`, `execv`, `execvp`等，它们都用来加载新的程序到当前进程中执行。
- **`wait()` 和 `waitpid()`**：等待子进程结束。这些函数可以让父进程暂停执行，直到子进程完成或者达到特定条件。
- **`kill()`**：向指定的进程发送信号。可以用来终止进程或发送其他类型的信号。
- **`getpid()`** 和 **`getppid()`**：分别获取当前进程的PID和父进程的PID。
#### 三、查看进程状态
本章节还介绍了如何查看Linux系统中的进程状态，具体方法如下：
##### 3.1 查看进程
即使在您刚坐下使用计算机时，系统中就已经有多个进程在运行。每个执行中的程序至少会占用一个进程。
##### 3.1.1 进程ID
每个进程都有一个唯一的标识符，称为进程ID（PID），有时也简称为PID。PID是16位的数字，由Linux系统按照顺序分配给新创建的进程。
每个进程都有一个父进程（除了特殊的init进程，它没有父进程）。因此，可以将Linux系统中的所有进程想象成一棵树形结构，其中init进程位于树的根部。父进程ID（PPID）就是该进程父进程的PID。
在C或C++程序中引用进程ID时，应该始终使用`pid_t`类型定义，它在`<sys/types.h>`头文件中定义。程序可以通过`getpid()`系统调用来获取自身进程的PID，通过`getppid()`系统调用来获取父进程的PID。
##### 示例程序：打印进程ID
下面的示例程序演示了如何在C程序中打印出当前进程及其父进程的PID：
```c
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int main() {
printf("The process ID is %d\n", (int)getpid());
printf("The parent process ID is %d\n", (int)getppid());
return 0;
}
```
如果您多次运行此程序，将会观察到不同的PID值，这是因为每次创建新进程时，系统都会为它分配一个新的PID。此外，通过比较输出结果，还可以了解到父进程的PID通常是相同的，因为这通常是由同一个shell进程启动的。
《advanced-linux-programming.pdf》中关于进程管理的部分提供了深入的理解和实用的技术细节，对于希望在Linux环境中进行高效编程的开发者来说是非常有价值的资源。
