Linux进程的创建过程

进程

进程的产生极大地提高的cpu的利用率，进程是cpu的执行单元。cpu可以通过进程切换提高使用率。那么Linux的进程是如何创建的呢？
这里一副图，我们先看个大概：

1、首先，我们得知道，我们的进程准备要干什么，这就需要写程序。如图右上角的.h .c文件，可以通过gcc编译成.o(可重定位目标文件，它是ELF（Relocatable File）文件的一种格式)，里面包含了.text:编译好的二进制可执行代码，.data:已经初始化好的全局变量等，具体如下：

.text：放编译好的二进制可执行代码
.data：已经初始化好的全局变量
.rodata：只读数据，例如字符串常量、const 的变量
.bss：未初始化全局变量，运行时会置 0
.symtab：符号表，记录的则是函数和变量
.strtab：字符串表、字符串常量和变量名

这与我们java代码编译是同理的。

2、编译好文件之后，因为每个文件是松散的，互相都不知道各自有哪些可以调用的函数，属于两耳不闻窗外事的情况，无法协作完成一项任务。此时就需要进行链接。链接可分为静态链接和动态链接。

动态链接会创建一个动态链接库.so,它可以使得多个进程共享这些方法，类似于全局变量，静态链接只能被一个进程使用，类似于局部变量。

链接的过程在JVM加载class文件时也是同理的

3、链接完之后，就会生成可执行文件，这个可执行文件也是ELF类型，是另外一种格式。这个我们暂时不用深究，知道就行，这个就是加载进程需要的程序了（后续会用到）。

4、我们要知道，Linux创建进程不是从0直接创建的，而是通过一个父进程调用fork()复制一个相同的进程的形式来创建子进程的。
这就类似于设计模式里面的原型模式了，从0到有比较费事，还是cv来得快

fork()函数的介绍如下：

pid_t fork( void);
（pid_t 是一个宏定义，其实质是int 被定义在#includesys/types.h>中）
返回值： 若成功调用一次则返回两个值，子进程返回0，父进程返回子进程ID；否则，出错返回-1

使用fork函数的实例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
extern int create_process (char* program, char** arg_list);
int create_process (char* program, char** arg_list)
{
	 pid_t child_pid;
	 child_pid = fork ();
	 if(child_pid == -1) {
	 	//出错了
	 }
	 if (child_pid != 0)
	 	// 父进程
	 	return child_pid;
	 else {
	 	// 新创建的子进程，可以执行自己的逻辑
	 	execvp (program, arg_list);
	 	abort ();
	 }
 }

5、创建完子进程，则需要自己调用程序代码了。这就像我们执行了 ./test.sh param可执行脚本后，操作系统要做的逻辑。

• 接收执行的参数，如上面的param。此时还在用户态， 类似方法的传参
• 开始进入内核态，执行系统调用，加载程序，分别调用了sys_execve、do_execve、load_elf_binary。注意第三步load_elf_binary，它的操作就是载入我们前面链接生成的elf文件，载入elf文件，进程就知道他需要干什么了。

看到这里，你不妨回过头去看看第一张图上的流程，对照一下。

拓展

Linux操作系统一开始有一个0号进程（idle进程），它是操作系统启动时的第一个进程。没有它就没有后面的其他进程。在源码里面，它是通过set_task_stack_end_magic(&init_task)，这里面有一个参数 init_task，定义是 struct task_struct init_task = INIT_TASK(init_task)创建的。

有了0号进程，才fork出了1号进程（用户态进程的父进程），2号进程（内核态进程的父进程）。

下面我们选一台机子，ps -ef看一下：

我们看到1号进程和2号进程的父进程是0号进程，下面几个进程父进程都是2号进程，都是内核进程。在cmd一列也可以看到，带中括号的是内核进程，不带中括号的是用户态进程。