1. 引言
今日继续：进程管理与进程间通信（IPC）。理解进程如何创建、调度以及彼此之间如何传递数据，是编写高效 Shell 脚本和系统编程的基础。
2. 进程是什么
简单说，程序是存放在磁盘上的静态文件，进程是程序在内存中运行的实例。每个进程拥有独立的地址空间、一组系统资源，并且由内核统一调度。
每个进程都有一个唯一的PID（Process ID）。PID 为 1 的是 init 或 systemd，是所有用户态进程的祖先。用echo $$可以查看当前 Shell 的 PID。
2.1 进程的创建：fork 与 execl
在 Linux 中，新进程只能通过fork（或 clone）从已有进程复制产生，再用exec 系列函数装载新程序。
fork创建一个与父进程几乎完全相同的子进程，返回两次：
- 父进程中返回子进程 PID；
- 子进程中返回 0。
#include<unistd.h>#include<stdio.h>intmain(){pid_tpid=fork();if(pid==0){printf("I am child, PID = %d\n",getpid());}elseif(pid>0){printf("I am parent, child PID = %d\n",pid);}return0;}fork 之后父子进程并发执行，谁先调度由内核决定。写时复制（Copy-On-Write）技术确保 fork 时只复制页表，真正写入时才分配新内存，因此 fork 速度很快。
exec 系列（execl、execv、execle、execve、execlp、execvp）用新程序替换当前进程的地址空间，不创建新进程。调用成功后，原来的代码不再执行；失败则返回 -1。
#include<unistd.h>#include<stdio.h>intmain(){printf("Before exec...\n");execl("/bin/ls","ls","-l",NULL);// 此行仅 exec 失败时才执行perror("execl failed");return1;}fork + exec 组合是 Linux 创建新进程的标准模式：先 fork 子进程，再在子进程中 exec 新程序，父进程可选择 wait 等待子进程结束。
3. 进程状态与生命周期
Linux 进程在生存期内会在多种状态之间切换，常见的包括：
- R（运行/可运行）—— 正在 CPU 上执行，或在运行队列中等待。
- S（可中断睡眠）—— 等待某事件（如 I/O）完成，可被信号唤醒。
- D（不可中断睡眠）—— 通常在进行硬件 I/O，即使收到信号也不能马上返回。
- T（停止）—— 被作业控制信号（如 Ctrl+Z）暂停。
- Z（僵尸）—— 子进程已结束，但父进程尚未回收其退出状态。
- X（死亡）—— 已回收，彻底消失。
用ps aux或top可以看到每个进程的状态标识。
4. 常用进程管理命令
掌握几条基本命令，就能在命令行中实时观察和操作进程。
# 查看所有进程psaux# 实时监控（q 退出）top# 按名称结束进程killallfirefox# 按 PID 发送信号，-9 为强制终止kill-912345# 让进程在后台运行sleep300&# 启动时加 &# 或对已暂停的作业执行bg%1# 查看后台作业jobs# 将后台作业调回前台fg%1# 调整优先级（-20 最高，19 最低）nice-n10./my_programrenice5-p12345. 进程间通信概述
多个进程协作时，必须有一种机制来交换数据或同步行为。Linux 提供了丰富的 IPC 方式，从简单的管道到复杂的网络套接字。
6. 管道——最常用的 IPC
6.1 匿名管道
用|连接两个命令，前者的标准输出直接成为后者的标准输入，中间不产生临时文件。
ls-l|grep"txt"|wc-l管道是半双工的，数据只能单向流动。管道的生命周期由两端的进程决定：读端进程退出后写端会收到 SIGPIPE。
6.2 命名管道（FIFO）
匿名管道只能用于父子进程或兄弟进程之间；命名管道有实际的路径名，任意两个进程只要知道路径就可以通信。
# 创建命名管道mkfifomypipe# 终端 1：写入echo"Hello">mypipe# 终端 2：读取catmypipe7. 消息队列
消息队列由内核维护，允许进程以“消息块”为单位异步交换数据。每条消息有类型标识，接收方可以选择特定类型。
常用命令：
# 查看系统中的消息队列ipcs-q# 删除指定队列（需有权限）ipcrm-q<msqid>在 C 语言中通过msgget,msgsnd,msgrcv调用。
8. 共享内存
共享内存是最快的 IPC 方式。两个进程将同一块物理内存映射到各自的地址空间，直接读写，无需内核中转。
# 查看共享内存段ipcs-m# 删除共享内存段ipcrm-m<shmid>编程时常用shmget,shmat,shmdt。为避免竞争，通常搭配信号量使用。
9. 信号——异步通知机制
信号是在软件层面模拟中断的一种机制，用于通知进程发生了某个事件。
常见信号：
| 信号 | 默认行为 | 说明 |
|---|---|---|
| SIGINT (2) | 终止 | 前台进程收到 Ctrl+C |
| SIGTERM (15) | 终止 | kill 默认信号，可被捕获 |
| SIGKILL (9) | 终止 | 强制杀死，不可捕获 |
| SIGSTOP (19) | 停止 | 立即暂停进程 |
| SIGCONT (18) | 继续 | 恢复暂停的进程 |
| SIGCHLD (17) | 忽略 | 子进程终止时发给父进程 |
在 Shell 中可以用trap命令捕获信号：
#!/bin/bashcleanup(){echo"清理临时文件..."}trapcleanup SIGINT SIGTERMwhiletrue;dosleep1echo"运行中..."done10. 套接字——跨网络 IPC
套接字不仅用于网络通信，也可用于本地进程间通信（Unix Domain Socket）。相比 IP 套接字，Unix 域套接字不需要协议栈封装，效率更高。
常见场景：/var/run 下的 .sock 文件，如 Docker 守护进程、MySQL 通过 sock 文件提供服务。
11. 总结
- 进程是程序在内存中的运行实体，通过 PID 唯一标识。
ps、top、kill、jobs是日常管理进程的必备命令。- 管道适合简单的数据串联；命名管道解除亲缘限制。
- 消息队列提供带类型的异步通信。
- 共享内存速度最快，但需要配套同步机制。
- 信号用于异步事件通知，
trap可在脚本中优雅处理。 - 套接字将 IPC 延伸至网络，是分布式系统的基础。
