Linux®的用戶空間進程的創建和管理所涉及的原理與 UNIX®有很多共同點，但也有一些特定於 Linux 的獨特之處。在本文中，了解 Linux 進程的生命周期，探索用戶進程創建、內存管理、調度和銷毀的內核內幕。
Linux 是一種動態系統，能夠適應不斷變化的計算需求。Linux 計算需求的表現是以進程 的通用抽象為中心的。進程可以是短期的（從命令行執行的一個命令），也可以是長期的（一種網絡服務）。因此，對進程及其調度進行一般管理就顯得極為重要。
在用戶空間，進程是由進程標識符（PID）表示的。從用戶的角度來看，一個 PID 是一個數字值，可惟一標識一個進程。一個 PID 在進程的整個生命期間不會更改，www.britepic.org但 PID 可以在進程銷毀後被重新使用，所以對它們進行緩存並不見得總是理想的。
在用戶空間，創建進程可以采用幾種方式。可以執行一個程序（這會導致新進程的創建），也可以在程序內，調用一個 fork 或 exec 系統調用。fork 調用會導致創建一個子進程，而 exec 調用則會用新程序代替當前進程上下文。接下來，我將對這幾種方法進行討論以便您能很好地理解它們的工作原理。
在本文中，我將按照下面的順序展開對進程的介紹，首先展示進程的內核表示以及它們是如何在內核內被管理的，然後來看看進程創建和調度的各種方式（在一個或多個處理器上），最後介紹進程的銷毀。
進程表示
在 Linux 內核內，進程是由相當大的一個稱為 task_struct 的結構表示的。此結構包含所有表示此進程所必需的數據，此外，還包含了大量的其他數據用來統計（accounting）和維護與其他進程的關系（父和子）。對 task_struct 的完整介紹超出了本文的范圍，清單 1 給出了 task_struct 的一小部分。這些代碼包含了本文所要探索的這些特定元素。task_struct 位於 ./linux/include/linux/sched.h。
清單 1. task_struct 的一小部分
struct task_struct {
volatile long state;
void *stack;
unsigned int flags;
int prio, static_prio;
struct list_head tasks;
struct mm_struct *mm, *active_mm;
pid_t pid;
pid_t tgid;
struct task_struct *real_parent;
char comm[TASK_COMM_LEN];
struct thread_struct thread;
struct files_struct *files;
...
};
在清單 1 中，可以看到幾個預料之中的項，比如執行的狀態、堆棧、一組標志、父進程、執行的線程（可以有很多）以及開放文件。我稍後會對其進行詳細說明，這裡只簡單加以介紹。state 變量是一些表明任務狀態的比特位。最常見的狀態有：TASK_RUNNING 表示進程正在運行，或是排在運行隊列中正要運行；TASK_INTERRUPTIBLE 表示進程正在休眠、TASK_UNINTERRUPTIBLE 表示進程正在休眠但不能叫醒；TASK_STOPPED 表示進程停止等等。這些標志的完整列表可以在 ./linux/include/linux/sched.h 內找到。
flags 定義了很多指示符，表明進程是否正在被創建（PF_STARTING）或退出（PF_EXITING），或是進程當前是否在分配內存（PF_MEMALLOC）。可執行程序的名稱（不包含路徑）占用 comm（命令）字段。
每個進程都會被賦予優先級（稱為 static_prio），但進程的實際優先級是基於加載以及其他幾個因素動態決定的。優先級值越低，實際的優先級越高。
tasks 字段提供了鏈接列表的能力。它包含一個 prev 指針（指向前一個任務）和一個 next 指針（指向下一個任務）。
進程的地址空間由 mm 和 active_mm 字段表示。mm 代表的是進程的內存描述符，而 active_mm 則是前一個進程的內存描述符（為改進上下文切換時間的一種優化）。
thread_struct 則用來標識進程的存儲狀態。此元素依賴於 Linux 在其上運行的特定架構，在 ./linux/include/asm-i386/processor.h 內有這樣的一個例子。在此結構內，可以找到該進程自執行上下文切換後的存儲（硬件注冊表、程序計數器等）。
