操作系统进程定义和PCB详解

? ?进程的定义和PCB

? ? ? 什么是进程？进程就是一个运行起来（也就是说加载到内存）的一个程序。而程序的本质就是文件，当我们写完代码保存，它便形成了一个保存在磁盘上的二进制代码文件。由于冯诺伊曼体系，cpu只和存储进行数据交流，因此要想cpu执行，必须先将外存上的文件载入内存中，而磁盘上文件加载到了内存时也就变成了进程。

? ? PCB：事实上由于在内存中同时运行的进程很多，操作系统需要对所有的进程进行一个统一的管理调度，就例如大学校园里学校将每个学生的学号，姓名，年龄通过excel管理在一张表上，操作系统在内部定义了一个PCB（Process Control Block）进程控制块。? PCB本质上就是一个内核用c语言定义的结构体。?当一个进程进入到内存时，操作系统就对应的创建一个进程控制块PCB对该进程进行管理，每个PCB都有一个唯一的PID。所谓创建进程，其实就是创建PCB。

? ? 类似的，PCB将进程的各种特征通过一个struck结构体保存，操作系统通过结构体指针对进程进行操作。类似于：

struct task_struct {
          //进程所有属性
          //进程所对应的代码和地址
          struct tast_struct *next;//指向下一个进程的指针
                  }
            struct tast_struct *p1 = malloc(struct task_struct);
                  p1->进程属性；
            

而同时内存为了管理不同的PCB，操作系统创建了一个数据结构对PCB进行管理。将PCB依次首尾相连构建成一个链表。

其好处是，对进程管理就简化成对进程的PCB整个链表进行管理。进程控制就变为了对PCB链表这个内核数据结构的增删查改。

(有的内核版本管理PCB的数据结构可能不是链表，还可以是数组，索引表等数据结构）

如图所示，可以更好的理解PCB，进程，文件之间的关系。进程 = 该进程的代码 + 指向该进程的进程控制块（PCB）。

windows任务管理器就是一个直观的例子。

通过一个例子具体观察一下linux操作系统中的进程，我们可以编写一个可执行程序myproc，让它显示自己的pid：

此时我将它保存，它成为一个保存在磁盘上的一个文件而已，并没有进入内存，因此并不是进程：

通过make编译形成可执行文件，再运行该可执行文件，它就形成了一个内存上的进程：

关闭进程再开启时，进程pid会改变。

此时，在操作系统下有一个/proc目录，目录下所有子目录名均为数字，每个数字都代表一个进程的PID。很显然，进程在操作系统内核中是以文件显示出来的。

每当新进程加载进入内存时，操作系统都会在/proc目录下创建一个目录名为进程PID的文件夹，同理，退出进程会将其对应的目录删除。我们找到目录名为3271的目录，也就是我上面所执行的进程的PID：

其指向的路径是磁盘上我刚创建的可执行程序。