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1. PCB 到底是什么？

从代码角度看，PCB 就是内核空间里定义的一个巨大的C 语言结构体 (Struct)。

• 存放位置：它存在于内核内存区 (Kernel Space)，普通用户程序无法直接读写，只有操作系统核心才能访问。

• 生命周期：进程创建时 (fork) 产生，进程结束时回收。如果进程退出了但 PCB 没回收，就变成了“僵尸进程”。

2. PCB 里存了什么？(核心解剖)

PCB 里的信息非常多，但归纳起来主要包含以下4 大类核心信息：

A. 进程标识信息 (Who am I?)

这是进程的身份证明。

• PID (Process ID)：进程的唯一编号（身份证号）。

• PPID (Parent PID)：父进程的 ID（户口本上的父亲）。

• UID/GID：属于哪个用户、哪个组（决定了你有没有权限读写文件）。

B. 处理器状态信息 (Where did I stop?) ——最关键！

这是实现并发和上下文切换的基础。当进程被 CPU 踢下去（暂停）时，必须把当前的“案发现场”保存下来，下次回来才能继续跑。

• 通用寄存器值：EAX, EBX 等寄存器里暂存的数据。

• 程序计数器 (PC / IP)：最重要。记录了下一条该执行哪行代码指令。

• 栈指针 (SP)：记录当前函数调用栈顶在哪里。

• 状态字 (PSW)：记录当前 CPU 的状态（如是否发生了进位、溢出等）。

通俗理解：这就好比玩单机游戏时的“存档”。没有这个存档，下次打开游戏你就得从头开始，而不能接着上次的进度玩。

C. 进程调度与控制信息 (When can I run?)

操作系统用这些信息来决定把 CPU 分给谁。

• 进程状态：Running（运行）、Ready（就绪）、Blocked（阻塞）等。

• 优先级 (Priority)：你是 VIP 还是普通用户？优先级高的先跑。

• 时间片 (Time Slice)：你这次能跑多久？

• 调度队列指针：指向下一个 PCB 的指针（OS 通常把 PCB 串成链表来管理）。

D. 资源控制信息 (What do I own?)

记录进程占用的系统资源。

• 内存管理信息：指向页表 (Page Table)的指针。决定了该进程的虚拟地址如何映射到物理内存（即该进程的地盘在哪里）。

• 文件描述符表 (File Descriptors)：你打开了哪些文件？使用了哪些 Socket？

• 信号处理句柄：如果有信号（如kill）发过来，该怎么处理？

3. PCB 如何工作：上下文切换 (Context Switch)

这是 PCB 发挥作用的高光时刻。

假设 CPU 正在运行进程 A，现在要切换到进程 B，OS 会做以下动作：

1. 暂停 A：通过中断机制打断进程 A。

2. 保存 A (Save)：把 CPU 当前所有寄存器的值（PC, SP 等）全部抄写到进程 A 的 PCB中。

3. 调度：调度器决定运行进程 B。

4. 恢复 B (Restore)：从进程 B 的 PCB中读取它上次保存的寄存器值，填回到 CPU 寄存器里。

5. 运行 B：CPU 指针指向了 B 上次停下的地方，进程 B 继续运行。

代价：你可以看到，读写 PCB 需要大量内存操作。这就是为什么进程切换（Context Switch）很“重”，很消耗性能的原因。这也是为什么现代高并发编程（如 Go 协程）倾向于在用户态搞轻量级调度的原因——为了绕过笨重的 PCB 切换。

4. Linux 中的 PCB：task_struct

在 Linux 内核源码中，PCB 对应的具体结构体名叫task_struct。

• 定义位置：<include/linux/sched.h>

• 大小：这是一个非常复杂的结构体，包含数百个字段。

• 查看方式：虽然你不能直接看内存，但 Linux 的/proc文件系统把部分 PCB 信息映射成了文件。

  • 比如查看 PID 为 1234 的状态：cat /proc/1234/status

  • 查看它的内存映射：cat /proc/1234/maps