Linux进程与线程详解：概念、关系与中断信号

在Linux系统中，进程和线程是两个关键的概念，它们对于程序并发执行的理解至关重要。进程是由操作系统管理的独立运行单位，每个进程都有自己的虚拟地址空间，包括正文段、数据段、栈段和共享内存段，它们分别存储程序代码、初始化数据、局部变量和共享数据。进程是通过fork()系统调用创建的，拥有独立的进程ID（PID）。 线程则是在同一进程内部的执行实体，它是进程的一部分，有自己的堆栈和CPU寄存器状态，但共享进程的大部分资源，比如文件描述符、内存和信号处理。线程与进程的区别在于，线程调度在Linux中通常被核外线程库处理，每个线程都有一个线程组ID（TGID），它对应进程的ID，而线程自身的ID（LWP号）是线程在进程中的唯一标识。这种1:1线程模型使得线程在某些情况下表现出与进程类似的独立性，但实际上它们共享了大部分资源。 中断是CPU执行流程的一种临时中断，可分为硬中断（外部中断，如定时器中断）、异常中断（如除数错误、缺页异常）和软中断（由程序指令中的INT指令引发）。中断处理机制确保系统的正常运行和响应外部事件。 在Linux中，CPU的工作状态分为两种主要模式：常规用户态（目态），在这个状态下，任务只访问自己的内存空间；核心态（管态），当执行系统调用或硬件访问时，CPU会切换到核心态执行内核代码，提供对系统资源的访问权限。 理解这些概念有助于开发者设计高效的并发程序，优化系统性能，尤其是在多线程编程中，合理利用线程池和锁机制能提升程序的并发执行能力和资源利用率。同时，对中断和状态转换的管理也直接影响程序的稳定性和实时性。