【Linux】对进程PCB的理解&&查看进程信息的方法

一、学习准备：理解操作系统的工作模式

首先，我们需要清楚，操作系统是一个管理软硬件资源的软件。它负责对下管理底层硬件。每个硬件生产商都会为他们的产品提供相应的驱动程序。驱动程序是特定于某个硬件或系统设备的软件组件，为系统提供了管理硬件的各种功能。当软件需要实现某些功能，而这些功能无法通过应用程序单独实现或难以实现时，驱动程序就发挥了作用。操作系统通过这些驱动程序来管理底层硬件。

对上，操作系统需要为用户提供良好的使用体验，用户的所有操作都必须通过操作系统进行。在任何编程语言中，如果一个函数的运行会影响硬件，例如printf函数将数据打印到显示屏上，或者scanf函数从键盘读取数据，那么这个函数的底层一定封装了系统调用函数。系统调用函数不仅保证了操作系统中数据的安全性，还方便了用户的操作。

那么，为什么我们很少看到系统调用接口呢？原因是，如果我们要使用系统调用接口，就需要对操作系统有一定的了解和认知。因此，有人对这些接口进行了封装，形成了库（如C标准库），让使用者可以直接使用库函数达到使用系统调用接口的效果。进一步说，正是由于对系统调用函数的封装，才使得像C语言、C++等编程语言具有了跨平台性。我在上层调用printf函数，在Linux操作系统下会调用Linux的系统调用函数（封装在C标准库中），在Windows操作系统下则会调用Windows的系统调用函数（同样封装在C标准库中）。这样，即使我不了解操作系统，仅通过上层的语言也可以与操作系统进行交互，不同操作系统的差异在封装这一层被屏蔽，这就是我们所说的语言的跨平台性。下面是计算机的层状结构图：

二、进程的理解

当可执行程序被加载到内存时，加载的是程序的代码和数据，但操作系统并不知道这些代码和数据对应哪些进程。因此，操作系统在加载可执行程序并形成进程的同时，会创建一个描述该进程的结构体，称为PCB（process control block，进程控制块），在Linux操作系统中称为task_struct。操作系统通过PCB中的各种属性信息（状态、优先级、内存指针字段、标识符等），可以了解到这个进程的属性信息，从而控制进程的运行。此后，操作系统对进程的管理就转换成了对PCB链表的增删查改。进一步地，我们可以理解，进程等于内核数据结构加上可执行程序。未来，所有对进程的操作和控制都只与进程的PCB有关，与进程的可执行程序无关。

PCB的大致属性信息

三、查看进程

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在Linux系统中，可以使用ps axj命令查看关于进程的更多信息：

其中，pid是进程对应的标识符，ppid是进程的父进程对应的标识符。

使用命令ps ajx | head -1 && ps ajx | grep 关键字可以查看包含关键字的进程信息：

这里，ps ajx | head -1 提取了ps ajx命令输出的第一行，&& 表示命令的合并，ps ajx | grep 关键字则查看包含关键字的进程信息。

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