Linux 中进程的内部组织（关于家族关系）

Question

据我了解，进程描述符存储在双向链表数据结构中。但是fork可以用来为同一个进程创建多个子进程，所以让我觉得有一个树结构，因为多个进程会指向一个父进程。哪个是正确的？进程描述符与进程不同吗？

Answer 1

fork()通过复制进程描述符创建一个新进程。因此，这两个进程确实共享（至少在最初）一些数据，但是一旦一个进程开始更改它，写时复制机制确保更改仅本地化到实际创建它的进程。它是 UNIX 上进程生成的标准机制。

这当然会在进程之间创建一种相当自然的父子关系，但这与内核中的内部表示无关。进程描述符可以实现为链表、树、哈希表或任何其他（或多或少）合适的结构。真正需要的只是放在指向父进程（也可能是子进程）的内核进程描述符中。是否将其用作结构的关键部分是设计决策。在决定这样的事情时，许多事情都会起作用，例如，一旦父进程退出会发生什么 - 在 UNIX 上，init进程采用孤立进程（及其所有子进程）。

Answer 2

您的困惑源于混合了两件事：（1）保持流程描述符的组织，以及（2）父/子关系。

您不需要父/子关系来决定接下来运行哪个进程，或者（通常）向哪个进程传递信号。因此，Linux task_struct（我在linux/sched.h3.11.5 内核源代码中找到的）具有：

struct task_struct __rcu *real_parent; /* real parent process */
struct task_struct __rcu *parent; /* recipient of SIGCHLD, wait4() reports */
/*
 * children/sibling forms the list of my natural children
 */

struct list_head children;  /* list of my children */
struct list_head sibling;   /* linkage in my parent's children list */

你是对的，存在一个用于子/父关系的树结构，但它似乎隐藏在另一个列表中，以及一个指向父的指针。

著名的双向链表在 3.11.5struct task_struct结构定义中并不明显。如果我正确阅读了代码，未注释的结构元素struct list_head tasks;是“组织”双向链表，但我可能是错的。