Linux启动一个进程的过程

Linux 中的每个进程都存在于“进程树”中。你可以通过运行 pstree 命令查看进程树。树的根是 init，进程号是 1。每个进程（init 除外）都有一个父进程，一个进程都可以有很多子进程。

所以，假设我要启动一个名为 ls 的进程来列出一个目录。我是不是只要发起一个进程 ls 就好了呢？不是的。

我要做的是，创建一个子进程，这个子进程是我（me）本身的一个克隆，然后这个子进程的“脑子”被吃掉了，变成 ls。

开始是这样的：

然后运行 fork()，生成一个子进程，是我（me）自己的一份克隆：

然后我让该子进程运行 exec("ls")，变成这样：

当 ls 命令结束后，我几乎又变回了我自己：

在这时 ls 其实是一个僵尸进程。这意味着它已经死了，但它还在等我，以防我需要检查它的返回值（使用 wait 系统调用）。一旦我获得了它的返回值，我将再次恢复独自一人的状态。

上文提到的“脑子被吃掉”是什么意思呢？

进程有很多属性：

当你运行 execve 并让另一个程序吃掉你的脑子的时候，实际上几乎所有东西都是相同的！ 你们有相同的环境变量、信号处理程序和打开的文件等等。

唯一改变的是，内存、寄存器以及正在运行的程序，这可是件大事。

为何 fork 并非那么耗费资源（写入时复制）

你可能会问：“如果我有一个使用了 2GB 内存的进程，这是否意味着每次我启动一个子进程，所有 2 GB 的内存都要被复制一次？这听起来要耗费很多资源！”

事实上，Linux 为 fork() 调用实现了写时复制copy on write，对于新进程的 2GB 内存来说，就像是“看看旧的进程就好了，是一样的！”。然后，当如果任一进程试图写入内存，此时系统才真正地复制一个内存的副本给该进程。如果两个进程的内存是相同的，就不需要复制了

当子进程终结时，它会通知父进程，并清空自己所占据的内存，并在内核里留下自己的退出信息(exit code，如果顺利运行，为0；如果有错误或异常状况，为>0的整数)。在这个信息里，会解释该进程为什么退出。父进程在得知子进程终结时，有责任对该子进程使用wait系统调用。这个wait函数能从内核中取出子进程的退出信息，并清空该信息在内核中所占据的空间。但是，如果父进程早于子进程终结，子进程就会成为一个孤儿(orphand)进程。孤儿进程会被过继给init进程，init进程也就成了该进程的父进程。init进程负责该子进程终结时调用wait函数。

当然，一个糟糕的程序也完全可能造成子进程的退出信息滞留在内核中的状况（父进程不对子进程调用wait函数），这样的情况下，子进程成为僵尸（zombie）进程。当大量僵尸进程积累时，内存空间会被挤占。

父子进程

在linux系统里面，子进程由父进程fork而来，而所有的进程都是由init进程或其子进程fork而来，即init进程是所有进程的祖先。

父子进程的运行是相对独立的，一方的退出不会导致另一方退出。

进程组和会话

Session特点

session可以在任何时候创建，调用setsid函数即可，session中的第一个进程即为session的leader，leader是不能变的。常见的创建session的场景是用户登录，启动bash进程时将会创建新的session，bash进程会作为session的leader，随后bash里面运行的进程（不特殊处理）都将属于这个session。

session的主要特点是当session的leader退出后，session中的所有其它进程将会收到SIGHUP信号，其默认行为是终止进程，即session的leader退出后，session中的其它进程也会退出。

如果session和tty关联的话，它们之间只能一一对应，一个tty只能属于一个session，一个session只能打开一个tty。当然session也可以不和任何tty关联。

进程的启动方式：

1)前台启动：用户输入命令，直接执行程序

2)后台启动：在命令行尾加入“&”符号

要使终端关闭时进程不退出，有以下几种情况：

1）用户进程拦截SIGHUP信号。

2）使用户进程和bash进程不在一个session。

上一章我们用fork函数创建了进程，也了解了进程的一些知识

这一章呢我们来了解下另一个能够创建进程的函数：vfork函数。

vfork函数的作用基本和fork函数类似，调用流程和返回值与fork函数完全相同。

那么fork和vfork有什么区别呢？

我们来看一下下面这几段程序：

我们可以从中看到：

1、 vfork创建的子进程会先运行，可以说子进程和附近陈的结果是确定的，fork先运行那个不能确定

2、 vfork创建的进程中父进程和子进程共享了全部变量（k）和局部变量（i）的数据

3、 因为vfork是子进程先运行，父进程挂起，可以看到直至子进程调用exec或则exit之后父子进程的执行次序不再有限制，因此，如果在子进程调用exec或exit之前需要父进程的进一步活动，就会造成死锁

4、 可以看到在不调用exec或exit时，局部变量在父进程中会出现不可预料的结果

5、 在子进程调用了exec或exit后，子进程后面的代码并没有运行

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