linux-sre-handbook

03-进程与线程

基本概念

概念	定义
进程	程序的运行实例，拥有独立的地址空间和资源
线程	进程内的执行单元，共享地址空间，轻量级调度
协程	用户态调度的轻量级任务，非抢占式

进程生命周期

创建(fork) → 就绪(Ready) → 运行(Running) → 终止(Terminated)
                   ↑              ↓
                   └── 等待(Waiting/Sleeping)

进程状态（ps STAT 字段）

状态码	含义	说明
R	Running/Runnable	正在运行或在运行队列中
S	Interruptible Sleep	可中断睡眠，等待事件
D	Uninterruptible Sleep	不可中断睡眠（通常是 IO）
T	Stopped	被信号暂停
Z	Zombie	僵尸进程，已终止但父进程未回收

fork() vs exec()

• fork()：复制当前进程，创建子进程（Copy-on-Write 优化）
• exec()：用新程序替换当前进程映像
• Shell 执行命令的本质：fork + exec

线程模型

1:1 模型（Linux 采用 NPTL）

• 每个用户线程对应一个内核线程
• 通过 clone() 系统调用创建
• pthread_create() → clone(CLONE_VM | CLONE_THREAD ...)

进程 vs 线程的创建开销

• 进程：需要复制页表、文件描述符表（COW 减轻影响）
• 线程：共享地址空间，创建更快，但需要同步机制

/proc 文件系统与进程

/proc/<PID>/cmdline    # 启动命令
/proc/<PID>/status     # 进程状态、内存使用
/proc/<PID>/fd/        # 打开的文件描述符
/proc/<PID>/cgroup     # 所属 cgroup
/proc/<PID>/limits     # 资源限制
/proc/<PID>/oom_score  # OOM 评分

关键命令

ps aux                    # 进程快照
top / htop                # 实时进程监控
pstree -p                 # 进程树
strace -p <PID>           # 跟踪系统调用
lsof -p <PID>             # 进程打开的文件

SRE 排查要点

• CPU 高负载：../04-系统性能/01-CPU性能分析.md
• 内存泄漏：../04-系统性能/02-内存性能分析.md
• 僵尸进程：检查父进程是否正确 wait()
• D 状态进程：通常表示 IO 瓶颈

延伸阅读

• 04-内存管理.md — 进程内存布局
• ../07-进程与Service管理/README.md — 进程管理实战