进程和线程的概念及Linux操作

一、进程与线程

进程（Process）和线程（Thread）是操作系统中实现多任务的核心概念，它们在资源分配、执行方式和通信机制上有显著区别。以下是它们的核心差异和关系：

1、进程

独立的任务单位：进程是程序的一次执行实例，拥有独立的内存空间、系统资源（如文件句柄、网络连接等）。
隔离性：不同进程之间资源相互隔离，一个进程崩溃不会直接影响其他进程。
开销大：进程创建、销毁和切换需要操作系统分配/回收资源（如内存、文件描述符），开销较高。

2、线程

轻量级执行单元：线程是进程内的一个执行分支，共享进程的内存和资源。
共享性：同一进程的所有线程共享代码段、堆内存、全局变量等。
开销小：线程创建、切换和通信的成本远低于进程。

3、查看进程与线程

1、ps -a查看进程
2、kill 2101杀死进程，但由于这个进程是在用ps命令瞬时的，所以查看该进程时就显示 no process
3、ps -T -p 1587查看进程里的线程

二、Linux的“虚拟内存管理”，它与stm32中的 真实物理内存（内存映射）有什么区别？

三、Linux系统调用函数 fork()、wait()、exec() 等

fork()、wait() 和 exec() 是 Linux/Unix 系统中与进程管理相关的核心系统调用函数，属于 POSIX 标准的一部分。它们的作用和分类如下

1、fork（）函数

类别：进程创建函数（系统调用）。
作用：
创建一个与父进程几乎完全相同的子进程（复制父进程的代码、数据、堆栈等）。
子进程从 fork() 的返回处开始执行。
父进程和子进程通过返回值区分（父进程返回子进程的 PID，子进程返回 0）。
底层实现：
直接调用 Linux 内核的 sys_fork 系统调用，触发进程复制

2、exec（）函数

类别：程序加载函数（系统调用族）。
作用：
用一个新的程序替换当前进程的代码段（如加载 ls、echo 等外部程序）。
成功调用后，原进程的代码被完全替换，但 PID 不变。
常见的变体：execl(), execv(), execvp() 等。
底层实现：
调用 sys_execve 系统调用，由内核加载新程序到内存。

3、wait（）函数

类别：进程同步函数（系统调用）。
作用：
父进程阻塞等待子进程终止，并回收子进程资源（避免僵尸进程）。
可获取子进程的退出状态（通过 WEXITSTATUS 等宏解析）。
常用函数：wait()、waitpid()。
底层实现：
调用 sys_wait4 系统调用，由内核管理进程状态同步。

4、fork（）函数编写

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
int main() {
    pid_t pid = fork();
    	if (pid < 0) {
        // fork 失败
        	fprintf(stderr, "Fork failed\n");
        	return 1;
	} else if (pid == 0) {
        // 子进程代码
        printf("子进程: PID = %d, 父进程 PID = %d\n", getpid(), getppid());
        _exit(0);  // 子进程明确退出
    } else {

	  printf("父进程: PID = %d, 子进程 PID = %d\n", getpid(), pid);
        wait(NULL); 
    }

return 0;
}

调用
当你运行 ./fork_test 时：
父进程（PID=1308671）创建了一个 子进程（PID=1308672）。
父进程通过 wait(NULL) 等待子进程退出，子进程通过 _exit(0) 立即退出。
程序输出中的 PID 是 程序运行时父进程和子进程的实时 PID，此时两个进程尚未结束。

当你在程序结束后运行 ps -a 时：
父进程和子进程已经退出，它们的 PID 已被内核回收。
ps -a 显示的进程（PID=1308820）是 ps 命令自身的进程（执行 ps 时新创建的进程）。
ps -a 只显示当前存活的进程，已退出的进程不会出现在结果中。