Linux进程管理与内存详解：进程生命周期、内存泄漏与IO控制

在"打通Linux脉络系列：进程、内存与I/O"这份文档中，作者宋宝华针对Linux系统的核心概念进行了深入讲解，旨在帮助理解Linux操作系统的内部工作原理。主要涵盖以下几个关键知识点： 1. **Linux层次结构**：文档首先介绍了Linux系统的层次结构，包括内核层、进程管理、内存管理和I/O管理等核心组件。这些模块共同构建了操作系统的基本框架。 2. **进程生命周期**：进程在Linux中经历多个状态变化，如就绪（Ready）、运行（Running）、睡眠（Sleeping）、停止（Stopped）和僵死（Zombie）。其中，僵死进程是指执行完fork()操作后，子进程退出但父进程尚未wait()回收的进程，它占用系统资源但不再活跃。 3. **僵尸进程与任务控制块（PCB）**：task_struct是Linux内核中用于表示进程的重要数据结构，包含了进程的所有元数据，如进程ID (pid)、内存管理信息、文件描述符等。PID数量有限，过多的Fork操作可能导致"fork炸弹"问题。 4. **内存管理**：涉及到mm（memory management）模块，通过mm_struct描述虚拟内存的分配和映射，以及mmap()函数的使用。同时，每个进程有其独立的内存空间，通过文件描述符表（files_struct）管理打开的文件和I/O操作。 5. **信号处理**：signal机制允许进程在接收到特定信号时执行特定操作，structfs_struct中的root和pwd用于文件系统操作。 6. **作业控制**：通过命令如Ctrl+Z暂停进程、fg/bg切换前台后台进程，以及cpulimit工具进行CPU使用率的限制，如`cpulimit -l 20 -p 10111`限制pid为10111的进程CPU使用不超过20%。 7. **内存泄漏的理解**：内存泄漏并不是指进程结束而未释放内存，而是指进程还在运行且持续占用越来越多的内存，即使进程本身可能已不再活跃。内存泄漏检测和管理是系统性能优化的重要部分。 通过这份文档，读者可以深入了解Linux进程管理、内存分配和使用，以及I/O操作的基础知识，对于深入学习和维护Linux系统有着重要的参考价值。