进程与线程详解， IPC通信与RPC通信对比，Linux前台与后台作业
1. 进程与线程：核心差异（基础概念）
| 维度 | 进程 | 线程 | 决策点 |
|---|---|---|---|
| 本质 | 资源分配单位（独立虚拟地址空间） | 执行单元（共享进程资源） | 隔离性要求高 → 选进程；性能敏感 → 选线程 |
| 创建开销 | 高（复制页表、文件描述符等） | 低（仅分配栈和寄存器） | 启动频繁任务 → 优先线程 |
| 崩溃影响 | 仅自身终止，不影响其他进程 | 崩溃导致整个进程终止 | 安全关键系统 → 用进程隔离 |
| 典型场景 | 浏览器标签页隔离、沙盒环境 | Nginx多线程处理请求、GUI事件循环 | 高并发I/O服务 → 线程池优化 |
2. 进程状态：生命周期全景（状态驱动管理）
状态转换逻辑：新建 → 就绪 → 运行 → [阻塞/终止] → 终止
（关键：状态决定调度策略与操作方式）
| 状态 | 定义 | 触发条件 | Linux表示 | 关注点 |
|---|---|---|---|---|
| 新建 | 进程创建中（分配PCB） | fork()系统调用 | - | 避免进程风暴（如fork爆炸） |
| 就绪 | 资源就绪，等待CPU调度 | 等待时间片分配 | R | 高CPU利用率 → 优化调度策略 |
| 运行 | 正在CPU执行指令 | 被调度器选中 | R | CPU瓶颈 → 检查top的%CPU |
| 阻塞 | 等待外部事件（I/O/信号量） | 磁盘读取、网络请求未完成 |
| 高I/O等待 → 用异步IO（如epoll） |
| 终止 | 执行结束或被强制终止 | pkill，killall或kill -9 | Z（僵尸） | 僵尸进程 → 必须用wait()回收 |
| 挂起 | 暂停执行（换出内存） | kill -STOP或内存不足 | T | 调试时暂停进程 |
3. 进程管理命令：状态操作实战（命令驱动状态）
| 命令 | 核心作用 | 关联状态 | 典型场景 | 技巧 |
|---|---|---|---|---|
ps aux | 查看实时状态（含状态字段） | 显示R/S/D/Z/T | ps aux | grep nginx → 检查进程状态 | 筛选关键状态：ps aux | awk '{print $8}' | sort | uniq|grep D |
top -o %CPU | 实时监控资源与状态 | 动态更新运行/阻塞 | 排查CPU瓶颈（%CPU高且状态为R） | 按Shift+P按CPU排序 |
kill -9 PID | 强制终止进程（无视状态） | 终止运行/阻塞状态 | 进程卡死时快速回收 | 仅作最后手段（避免数据丢失） |
bg/fg | 作业前台/后台切换（状态转换） | 转换前台→后台/反之 |
| 后台任务需nohup保活（终端关闭不终止） |
nohup ./script.sh & | 使进程脱离终端独立运行 | 保持后台状态 | 长任务（如数据处理） | 避免&导致终端关闭终止进程 |
4. 前台/后台作业：作业调度实践（状态操作子集）
| 类型 | 状态本质 | 关键约束 | 转换逻辑 |
|---|---|---|---|
| 前台作业 | 占用终端，阻塞交互 | 终端关闭 → 进程终止 | 启动： 挂起： |
| 后台作业 | 独立运行，不占用终端 | 无终端输入，需nohup保活 | 启动： 转前台： |
避坑：
- 后台任务必须用
nohup或screen，否则终端关闭后进程被SIGHUP终止。bg仅转换作业状态，不解决终端依赖问题。
5. IPC与RPC：进程间通信（状态外延）
核心区别：IPC是本地进程通信，RPC是跨网络的远程调用。
| 机制 | 原理 | 实现技术 | 选择依据 |
|---|---|---|---|
| IPC | 基于内核共享资源（无网络开销） | 共享内存 + 信号量<br>消息队列 | 本地模块通信（如微服务内部） → 首选共享内存（性能最优） |
| RPC | 网络封装远程调用（抽象协议） | gRPC（Protobuf序列化）<br>Thrift | 跨机房服务调用（如电商下单系统） → 首选gRPC（高效、强类型） |
为什么不用IPC做跨机通信？
IPC依赖本地文件系统/内核，无法穿透网络 → RPC通过TCP/HTTP解决网络层问题。
6. 决策：技术选型全景图（终极指南）
| 场景 | 方案 | 为什么？ | 避坑提示 |
|---|---|---|---|
| 安全隔离（如支付系统） | 进程 + 容器化 | 进程崩溃不扩散，容器提供额外隔离 | 避免用线程做安全边界 |
| 高并发I/O（如Web服务） | 线程池 + 异步IO（epoll） | 线程共享资源减少上下文切换，异步避免阻塞 | 线程数 = CPU核心数 × 2 |
| 跨机房数据同步 | RPC（gRPC） | 网络透明化调用，Protobuf高效序列化 | 避免用IPC做远程通信 |
| 本地模块高效协作 | 共享内存 + 信号量 | 0拷贝传输，比消息队列快10倍+ | 需处理同步（信号量/互斥锁） |
| 长任务后台运行 | nohup + & + 日志重定向 | 终端关闭不终止，日志独立存储 | 用nohup ./script.sh > log.txt 2>&1 & |