前言

不知不覺來到第 12 天，今天跟大家說一下進程管理~

什麼是進程管理 ?

當我們深入了解操作系統中的進程管理時，會發現進程不僅僅是程序的一個執行實例，它還包含了執行程序所需的各種資源，如 CPU 時間、內存空間、打開的文件句柄以及其他必需的系統資源。每個進程都有自己獨立的地址空間，這意味著進程之間的數據不會直接相互干擾，這保障了系統的穩定性和安全性，進程之間可以通過特定的機制來進行通信，這些機制包括信號、管道、消息隊列、共享內存等，這些工具被統稱為進程間通信（Inter-Process Communication, IPC）。父進程和子進程之間常常使用這些機制來交換信息或者協同工作，在現代操作系統中，進程的管理是一個複雜而關鍵的任務。操作系統負責進程的創建、調度和終止。調度程序決定哪個進程在何時獲得CPU的執行時間，這種調度可能基於不同的算法，如先來先服務（FCFS）、最短剩餘時間優先（SRTF）、輪轉（Round Robin）等，此外進程還有自己的生命週期，通常包括創建（creation）、就緒（ready）、運行（running）、等待（waiting）、終止（termination）等狀態。一個進程可能會在不同的時間點處於這些狀態之一，而操作系統則根據進程的當前狀態來決定如何處理它，進程的結構和行為為操作系統提供了高度的靈活性和控制力，使得計算機能夠有效地運行多任務處理，並確保每個程序能夠正確地獲得所需的資源來完成其任務，理論上，一個進程被稱為一個正在執行的程序，也就是系統當前正在處理的一項任務。你在系統上的每一個操作都會導致一個新的進程。例如，打開一個瀏覽器就會啟動一個進程。簡單來說，一個進程是一個程序的實例。用戶的操作被轉化為一個命令，在執行該命令時會創建一個新的進程。進程是按照父-子層次結構來運作的。正如層次結構的名稱所示，由命令或程序啟動的進程被稱為父進程，父進程所產生的進程被稱為子進程。

為什麼要學進程管理 ? 為什麼進程管理那麼重要?

資源管理與分配，在操作系統中，所有的工作都是通過進程來完成的，每個進程都有一個唯一的識別碼（PID）。掌握進程管理能幫助你了解如何分配系統資源，例如CPU和內存，給不同的進程，特別是在系統資源有限的情況下。當系統資源接近耗盡時，能夠迅速識別出佔用資源最多的進程並適時地終止它，可以防止系統崩潰，並保持系統的正常運行。系統穩定性與安全性，如果某個程序設計不當，可能會產生問題進程，佔用過多的記憶體或其他資源，甚至導致系統的不穩定。學習進程管理可以幫助你迅速識別並清除這類進程，從而維護系統的穩定性和安全性。優先級調度，在多任務操作系統中，同時執行多個進程是常見的情況。如果你知道哪個工作最為重要，那麼理解進程管理就能幫助你通過調整進程優先級，讓關鍵的進程獲得更多的系統資源並優先執行，從而保證重要任務的順利完成。

進程管理的類別

首先進程管理有分 前台進程 與 後台進程。

前台進程主要與用戶直接交互，前台進程是當前與用戶直接交互的進程，它通常是由用戶在終端或命令行中啟動的，並會佔據終端窗口，接受用戶輸入並將輸出顯示在終端中。唯一性，在一個終端中，同一時間只能有一個前台進程，當你在終端中運行一個命令，這個命令對應的進程就會成為前台進程，直到它完成或被中斷。終止與控制，前台進程通常可以通過鍵盤控制來終止或暫停，比如使用 Ctrl+C 終止，或者 Ctrl+Z 暫停進程。

後台進程不與用戶直接交互，後台進程是指在系統中運行但不與用戶直接交互的進程，它們通常在後台執行，繼續運行而不佔用終端窗口，允許用戶在前台執行其他命令。多個同時運行，在一個終端中可以同時運行多個後台進程，這些進程在啟動後不會阻塞終端，允許用戶繼續執行其他命令。控制方式，後台進程通常是通過在命令後面加上 & 符號來啟動的。它們不能直接接受用戶輸入，但用戶可以通過命令如 fg 將其移到前台，或使用 kill 命令來終止它們。

兩者的差別就在前台進程是當前活躍的進程，與用戶直接交互，並且只在一個終端中存在一個前台進程，而後台進程則是在後台執行，不直接與用戶交互，並且允許多個同時運行，不會阻塞終端。

總結

進程管理是操作系統中的核心功能，理解進程管理有助於提高系統性能、保障穩定性和安全性。無論是前台進程還是後台進程，它們都在日常的系統運行中扮演著不可或缺的角色。掌握進程管理的知識，可以讓你更有效地處理多任務環境，確保系統運行的高效與穩定。下一篇會帶給大家一些指令的使用以及日誌管理