进程

基础概念

进程是操作系统资源分配的最小单位。

• PID: 进程唯一标识。
• 状态:
  • R (Running/Runnable): 正在运行或在就绪队列中。
  • S (Interruptible Sleep): 可中断睡眠，等待某个事件。
  • D (Uninterruptible Sleep): 不可中断睡眠，通常在等待 IO。
  • Z (Zombie): 僵尸进程，子进程结束但父进程未回收。
  • T (Stopped): 停止状态。

CPU

• 上下文切换 (Context Switch): CPU 保存当前进程状态并加载新进程状态的过程。
• 优先级: nice 值（-20 到 19），值越小优先级越高。
• 监控工具: top, htop, vmstat。
• Load Average: 1/5/15 分钟内的平均负载，不应长期超过 CPU 核心数。

进程 / 线程 / 协程关系:

* **进程 (Process)**: 资源容器（地址空间、文件描述符等），进程之间默认内存隔离。
* **线程 (Thread)**: CPU 调度基本单位，同一进程内线程共享地址空间。
* **协程 (Coroutine)**: 用户态轻量执行单元，由运行时调度，不直接由内核调度。
* 关系可理解为：**进程承载线程，线程承载并运行协程**。

• 以 Go routine 为例（GMP）:
  • G = Goroutine：待执行任务（函数、栈、状态）。
  • M = Machine：内核线程，CPU 实际运行的是 M。
  • P = Processor：调度上下文（本地运行队列和调度资源）。
  • 为什么叫 GMP：Go 调度器正是围绕这三个核心对象设计，所以用首字母缩写为 G-M-P。
  • M 和 P 的区别：M 像“工人”（执行者），P 像“工位+任务队列”（调度资源）；M 需要绑定 P 才能运行 G。
  • P 的数量通常由 GOMAXPROCS 决定，影响可并行执行 goroutine 的上限。
  • 多个 goroutine 会复用到较少的内核线程上（M:N 调度），降低线程创建和切换成本。
• GMP 调度流程图:

• 实践理解:
  • goroutine 切换主要在用户态完成，开销通常小于线程切换，但不是“零成本”。
  • IO 密集场景下，goroutine 往往能以更低开销支撑高并发。
  • CPU 密集场景下，并行度上限主要受 GOMAXPROCS（可并行使用的 CPU 核数）影响。

Memory

• 虚拟内存映射:
  • Stack (栈): 局部变量、函数调用上下文。
  • Heap (堆): 动态分配的内存 (malloc)。
  • Data/BSS: 全局变量、静态变量。
  • Text (Code): 二进制指令。
• Heap (堆) 的含义:
  • 这里的“堆”是进程虚拟内存中的一块区域（heap segment），用于运行时动态分配。
  • 典型操作：malloc/free、new/delete（在 Java/C# 中通常由 GC 管理回收）。
  • 适合生命周期不固定、大小运行时才确定的对象，可跨函数存在。
  • 与 Stack 分工：Stack 管函数调用和局部变量（自动管理、LIFO），Heap 管动态对象（更灵活）。
  • 注意：这里的内存“堆”不是数据结构里的“二叉堆（优先队列）”，只是同名。
• 关键指标:
  • VSS (Virtual Set Size): 虚拟耗用内存。
  • RSS (Resident Set Size): 实际物理内存（含共享库）。
  • PSS (Proportional Set Size): 按比例分配的物理内存（平摊共享库）。

IO

• File Descriptors: 每个进程能打开的最大文件数限制 (ulimit -n)。
• I/O Wait: CPU 等待磁盘 IO 的时间比例，过高说明磁盘性能瓶颈或程序 IO 逻辑有问题。
• 监控工具: iostat, iotop。

pmap

用于分析进程占用的内存详情。

# 查看详细扩展映射
pmap -x <PID>

• 作用: 定位内存泄漏，查看哪些库占用了大量内存。
• 相关链接:
  • Red Hat: pmap command
  • JVM Memory Allocation

IPC (进程间通信)