Antes de empezar#

Ejecutar un programa crea una entidad con contexto: un proceso. Observar un PID solo no basta para saber qué trabajo hace, quién lo creó, qué hijos tiene, si espera, si terminó o si un supervisor lo volverá a crear.

Dependencias. El mapa de proceso/servicio de 1.1, códigos de salida y shell de 1.2, método diagnóstico de 1.3 y descriptores de 2.1.

Alcance. Programa, proceso, hilo, PID/PPID, grupos, sesiones, estados, foreground/background, señales, exit status, zombies, prioridad nice, planificación conceptual, límites y /proc.

Fuera de alcance. Programar fork, exec o handlers; diseñar un scheduler; políticas de tiempo real; cgroups y gestores de servicios en profundidad.

1. Programa, proceso e hilo#

Un programa es código y datos almacenados. Un proceso es una ejecución con:

• espacio de direcciones y memoria;
• credenciales;
• descriptores;
• PID y relaciones;
• uno o más hilos;
• estado y contabilidad de recursos.

exec sustituye el programa que ejecuta un proceso sin cambiar necesariamente su PID. Por eso PID y nombre de ejecutable no son una identidad suficiente para autorizar una acción: el PID puede permanecer durante exec y reutilizarse después de una salida.

Un hilo es una unidad de ejecución dentro de un proceso. Los hilos POSIX comparten dirección y recursos del proceso, aunque el kernel planifica tareas individuales y expone identificadores. Una herramienta puede agregar por proceso o mostrar hilos: hay que leer su contrato.

2. Identidad, parentesco y grupos#

Cada proceso tiene PID y conoce el PID del padre. El parentesco permite razonar sobre creación, herencia y recolección, pero no implica que el padre controle siempre toda la vida del hijo.

Los grupos de procesos permiten actuar sobre un pipeline como unidad. Una sesión agrupa procesos y puede tener una terminal de control. El grupo de foreground recibe ciertas señales generadas por la terminal.

sesión 200, terminal pts/2
├─ grupo 200, foreground: bash PID 200
└─ grupo 240, job:
   ├─ producer PID 240
   ├─ transform PID 241
   └─ writer PID 242

pstree destaca parentesco. ps -o pid,ppid,pgid,sid,tty,state,cmd permite comparar varias identidades. Ninguna salida aislada prueba que un proceso pertenezca al intento correcto: añade tiempo de inicio, argumentos, cgroup, namespace o etiqueta según el entorno.

3. Estados y transiciones#

Los estados de Linux describen qué hace una tarea en el instante observado:

• R: ejecutándose o preparada para ejecutar;
• S: espera interrumpible;
• D: espera no interrumpible, frecuente alrededor de I/O;
• T: detenida o trazada;
• Z: terminada, pendiente de recolección.

Otros caracteres y modificadores dependen de la herramienta y versión. Descubre su leyenda con ps --help o man ps.

creada → preparada/ejecutando ↔ espera
                   │            │
                   ├─ stop → detenida ─ cont ─┘
                   └─ salida → zombie → recolección

4. Foreground, background y jobs#

Foreground y background son relaciones con una shell y su terminal, no sinónimos de «visible» y «servicio». Bash asigna jobs a pipelines y usa grupos de procesos para entregar o recuperar el control de la terminal.

• jobs muestra trabajos conocidos por esa shell;
• Ctrl+Z suele provocar una señal de parada al grupo de foreground;
• bg continúa un job sin entregarle foreground;
• fg lo continúa y le entrega la terminal;
• & inicia una lista de forma asíncrona desde la shell.

Cerrar la terminal puede producir SIGHUP según shell, job, sesión y configuración. nohup, disown o un supervisor modifican aspectos diferentes; no convierten automáticamente un programa en un servicio bien operado.

5. Señales#

Una señal notifica un evento a un proceso o hilo. kill es una interfaz para enviar señales; el nombre no significa que toda señal mate.

El proceso puede:

• aceptar la disposición predeterminada;
• ignorar algunas señales;
• instalar un handler;
• bloquear temporalmente su entrega;
• tener señales pendientes.

SIGKILL y SIGSTOP no pueden capturarse, bloquearse ni ignorarse. Esto los hace contundentes, no apropiados como primer paso. SIGKILL no permite cleanup del proceso y puede dejar trabajo parcial que otros componentes deban reparar.

6. Salida, zombies y recolección#

Al terminar, un proceso produce estado de salida. El kernel conserva una entrada mínima hasta que el padre la recoge mediante una operación de espera. Esa entrada es un zombie: ya no ejecuta código ni conserva su memoria ordinaria.

Un zombie persistente señala que el padre no está recolectando adecuadamente. Enviar otra señal al zombie no hace que ejecute cleanup; hay que entender el padre y su ciclo.

El código de salida observado por una shell puede representar salida normal o terminación por señal según su convención. En un pipeline, recuerda la Unidad 1.2: el estado del pipeline no siempre expone todos los fallos sin configuración o captura explícita.

7. Planificación y prioridad#

El scheduler elige tareas ejecutables. Para cargas ordinarias, el valor nice influye en la prioridad relativa dentro de la política normal. Un valor más alto cede preferencia; no reserva una cuota ni garantiza latencia.

nice inicia con un ajuste; renice modifica procesos existentes sujeto a permisos. Interpreta junto con:

• número de CPU disponibles;
• tareas ejecutables;
• afinidad y límites;
• política de planificación;
• cgroups o cuotas;
• espera de I/O;
• ventana temporal.

Las políticas de tiempo real y deadlines pueden bloquear trabajo ordinario si se usan mal. Quedan fuera del bloque; no las cambies para «hacer más rápido» un laboratorio inicial.

8. /proc y observación#

/proc expone vistas del estado del kernel. Para un PID:

• status: estado legible, PPID, UIDs/GIDs, hilos, memoria y máscaras de señales;
• stat: campos compactos para herramientas;
• cmdline: argumentos, si son visibles;
• fd: descriptores;
• limits: límites de recursos;
• cgroup: pertenencia de control;
• task: hilos/tareas.

9. Demostración razonada#

Supón que un worker no desaparece cinco segundos después de una solicitud:

estado: D
PPID: supervisor
hijo: Z
grace period: 20 s

No concluyas «TERM está roto». El estado D sugiere espera no interrumpible; el hijo zombie requiere recolección del padre; y todavía no venció el periodo. La siguiente observación debería aclarar operación bloqueada, disposición de señales y contrato del supervisor.

Si se fuerza al worker, el supervisor puede recrearlo y repetir el problema. Verifica árbol, servicio y síntoma original, no solo ausencia del PID anterior.

10. Errores conceptuales frecuentes#

11. Síntesis y dominio#

Un proceso es ejecución con contexto; los hilos son tareas relacionadas; el parentesco explica creación, los grupos permiten control y los jobs pertenecen a una shell. Estados y señales son un protocolo observable, no botones universales.

Has alcanzado el dominio cuando puedes:

• dibujar PID, PPID, PGID, SID y terminal de un pipeline;
• interpretar R/S/D/T/Z sin convertir estado en causa;
• explicar foreground, background y job desde la shell;
• elegir señal, espera y escalado proporcionados;
• validar identidad y observar /proc reconociendo carreras y namespaces.

Prácticas relacionadas#

• SYS-R-202: dibujar parentesco y estados.
• SYS-L-202: observar jobs, señales y /proc.
• SYS-I-202: investigar un worker que no termina.

12. Fuentes#

• Linux kernel — /proc filesystem

  Estados, parentesco, hilos, señales y contabilidad expuestos por proceso.

• Linux man-pages — signal(7)

  Disposición, máscara, señales pendientes y entrega.

• Linux man-pages — sched(7)

  Políticas y prioridad de planificación.

• GNU Bash — Job Control

  Jobs, grupos, sesiones y terminal de control.