Unix 内核在硬件之上，与硬件交互，系统文件读写，网络数据发送，内存分配，扬声器播放音频等等。程序不能直接访问内核，通信通过系统调用完成。

系统调用是内核和用户空间交互的桥梁，规定了程序和计算机硬件之间可以发生的交互。

Unix 的系统调用文档已经在系统中，输入 man man 查看。

进程是 Unix 系统基石，所有的代码都在进程中被执行。

进程标示

唯一进程标示 PID，PID 本身没有任何进程信息，只是一个数字。系统中每一个进程都有其父进程，PPID。多数情况下，特定进程的父进程就是调用他的进程。

文件描述符值用来跟踪打开的资源，已经关闭的资源没有文件描述符。

每个 Unix 进程都有三个打开的资源，STDIN，STDOUT，STDERR。

限制打开的资源数量

每个进程打开的资源数量都是限制的，进程资源限制中，分为 soft limit 和 hard limit. soft limit 指的是内核所能支持的资源上限，hard limit 是 soft limit 的上限，当设置 hard limit 之后 soft limit 只能小于 hard limit.

可以使用 ulimit -a 来查看资源限制情况。

进程环境变量

所有进程都从父进程继承环境变量。

C 库函数 setenv() 和 getenv()

进程都有参数

所有进程都可以访问 ARGV 的特殊数组，argv 是 argument vector 缩写，参数向量

进程 fork

forking 是 Unix 编程中最强大的概念，fork 系统调用允许运行中的进程以编程的形式创建新的进程，这个新进程和原始进程一样。

在 forking 时，调用 fork 的进程被称为“父进程”，而新创建的进程被称为“子进程”。

forking 时会创建一样的新进程，所以 fork 尽管很快，但是会有一些问题，比如如果内存占用比较大，fork 多份之后可能内存被撑爆。

现代 Unix 采用写时复制（copy-on-write, CoW) 方法来克服这个问题，将实际内存复制操作推迟到真正写入的时候，父进程和子进程实际共享内存数据，直到其中一个需要对数据进行修改，才复制。

当 fork 多个并发子进程时，进程看管这些子进程，确保能够保持响应，对子进程的退出做出回应。

信号

信号 值 动作 说明
SIGHUP 1 Exit Hangup
SIGINT 2 Exit Interrupt
SIGQUIT 3 Core Quit
SIGILL 4 Core Illegal Instruction
SIGTRAP 5 Core Trace/Breakpoint Trap
SIGABRT 6 Core Abort
SIGEMT 7 Core Emulation Trap
SIGFPE 8 Core Arithmetic Exception
SIGKILL 9 Exit Killed
SIGBUS 10 Core Bus Error
SIGSEGV 11 Core Segmentation Fault
SIGSYS 12 Core Bad System Call
SIGPIPE 13 Exit Broken Pipe
SIGALRM 14 Exit Alarm Clock
SIGTERM 15 Exit Terminated
SIGUSR1 16 Exit User Signal 1
SIGUSR2 17 Exit User Signal 2
SIGCHLD 18 Ignore Child Status
SIGPWR 19 Ignore Power Fail/Restart
SIGWINCH 20 Ignore Window Size Change
SIGURG 21 Ignore Urgent Socket Condition
SIGPOLL 22 Ignore Socket I/O Possible
SIGSTOP 23 Stop Stopped (signal)
SIGTSTP 24 Stop Stopped (user)
SIGCONT 25 Ignore Continued
SIGTTIN 26 Stop Stopped (tty input)
SIGTTOU 27 Stop Stopped (tty output)
SIGVTALRM 28 Exit Virtual Timer Expired
SIGPROF 29 Exit Profiling Timer Expired
SIGXCPU 30 Core CPU time limit exceeded
SIGXFSZ 31 Core File size limit exceeded
SIGWAITING 32 Ignore All LWPs blocked
SIGLWP 33 Ignore Virtual Interprocessor Interrupt for Threads Library
SIGAIO 34 Ignore Asynchronous I/O

进程可以在任何时候收到信号，常见的用法在 shell 中使用 kill 发送信号。在时间中，信号多由长期运行的进程使用，例如服务器和守护进程。

进程间通信

管道

管道是一个单向数据流，管道也是一种资源，有自己的文件描述符和其他一切，也可以和子进程共享。“流”数据没有开始和结束的概念，需要通过分隔符来确定。

套接字

Unix 套接字是一种只能用于同一台物理主机中进行通信的套接字，比 TCP 套接字快，适合用于 IPC。

管道提供的是单向通信，而套接字提供双向通信。

远程 IPC

如果要从单机扩展到多台机器，可以使用 TCP 套接字，或者 RPC，远程过程调用等来实现。

守护进程

在后台运行，不受终端用户控制。init 进程是所有进程的父进程。

总结

这本书能简单的了解下 Unix 下进程的一些知识，包括系统调用，资源限制，资源竞争，信号，进程通信等等内容，但内容都稍微有点浅，并且作者用了 Ruby，虽然不影响阅读，总有些隔阂。

reference

  • 《理解 Unix 进程》