Linux 进程

进程

• 有代码的就是程序，正在跑的程序就是进程。
• 几个重要的linux 查看进程的命令需要记忆！
  
  • Ps命令， P是progcess(进程的意思)，s是status(状态的意思)，ps 就是查看进程状态。
  • Ps －ef
  • Ps aux
  • ps ax 0 pid ppid…
  • ps-ef | grep 关键字

常用的函数

atexit()

• int atexit(void (*function)(void));
  
  • 功能: 向内核登记终止函数，类似于return或者exit
  • 返回: 若成功则为0 ，若出错则为-1
  • 每个启动的进程都默认登记了一个标准的终止函数
  • 终止函数在进程终止时释放进程所占用的一些资源
  • 登记的多个终止函数执行顺序是以栈的方式执行，先登记的后执行。

内核 return exit() _exit() / _Exit() I/O缓存 Y Y N 调用终止函数 Y Y N

进程资源限制getrlimit()

• 资源限制的修改规则
  
  • 硬资源限制必须大于等于软资源限制
  • 任何一进程可以降低或者提升其软资源限制、但必须小于等于其硬资源限制。
  • 任何一进程可以降低其硬件资源限制，但必须大于其软限制，普通用户不可逆此操作。
  • 只有超级用户可以提高硬限制

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• int getrlimit(int resource, struct rlimit *rlptr);
  
  • 功能: 获得资源限制，存放在rlptr 指向的结构体中
  • 返回: 成功返回0 ，出错返回非0

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• int setrlimit(int resource, const struct rlimie *rlptr);
  
  • 功能: 通过rlptr 指向的结构体去修改resource 指定的资源限制
  • 返回: 成功返回0 ，出错返回非0

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• resource取值
  
  • RLIMIT_AS 进程可用存储区大小
  • RLIMIT_CORE core文件最大字节数
  • RLIMIT_CPU CPU时间最大值
  • RLIMIT_DATA 数据段最大长度
  • RLIMIT_FSIZE 可创建文件的最大长度
  • RLIMIT_LOCKS 文件锁的最大数
  • RLIMIT_MEMLOCK 使用mlock能否在存储器中锁定的最长字节数
  • RLIMIT_NOFILE 能打开的最大文件数
  • RLIMIT_NPROC 每个用户ID可拥有的最大子进程数.
  • RLIMIT_RSS 最大驻内存集的字节长度
  • RLIMIT_STACK 栈的最大长度

进程标识getpid()

• pid_t getpid(void) ： 获得当前进程ID
• uid_t getuid(void) ： 获得当前进程的实际用户ID
• uid_t geteuid(void) ： 获得当前进程的有效用户ID
• gid_t getgid(void) ： 获得当前进程的用户组ID
• pid_t getppid(void) ： 获得当前进程的父进程ID
• pid_t getpgrp(void) ： 获得当前进程所在的进程组ID
• pid_t getpgid(pid_t pid) ：获得进程ID 为pid 的进程所在的进程组ID

进程创建fork()

• fork创建的新进程被称为子进程，该函数被调用一次，但返回两次。两次返回的区别是: 在子进程中的返回值是0，而在父进程中的返回值则是新子进程的进程ID。
• 创建子进程，父子进程哪个先运行根据系统调度且复制父进程的内存空间。
  
  • 子进程的继承属性：用户信息和权限、目录信息、信号信息、环境、共享存储段、资源
    限制、堆、栈和数据段，共享代码段。
  • 子进程特有属性：进程ID、锁信息、运行时间、未决信号
  • 子进程只继承父进程的文件描述表，不继承但共享文件表项和i-node。
• vfork创建子进程，但子进程先运行且不复制父进程的内存空间。

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• pid_t fork(void);

  • 返回：子进程中为0 ，父进程中为子进程ID ，出错为-1

• pid_t vfork(void);

  • 返回：子进程中为0 ，父进程中为子进程ID ，出错为-1

wait函数

• pid_t wait(int *status);
  
  • 功能: 等待子进程退出并回收，防止僵尸进程产生
  • 返回: 成功返回子进程ID ，出错返回-1

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• pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);
  
  • 功能: wait 函数的非阻塞版本
  • 返回: 成功返回子进程ID ，出错返回-1

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• status参数：为空时，代表任意状态结束的子进程，若不为空，则代表指定状态结束的子进程。
• wait和waitpid函数区别
  
  • 在一个子进程终止前，wait使其调用者阻塞
  • waitpid有一选择项，可使调用者不阻塞。
  • waitpid等待一个指定的子进程，而wait等待所有的子进程，返回任一终止子进程的状态。
• 检查wait和waitpid函数返回终止状态的宏
  
  • WIFEXITED/WEXITSTATUS(status)：若为正常终止子进程返回的状态，则为真。
  • WIFSIGNALED/WTERMSIG(status)：若为异常终止子进程返回的状态，则为真(接到一个不能捕捉的信号)
  • WIFSTOPED/WSTOPSIG(status)：若为当前暂停子进程的返回的状态，则为真。
• options参数
  
  • WNOHANG：若由pid指定的子进程没有退出则立即返回，则waitpid不阻塞此时其返回值为0。
  • WUNTRACED：若某实现支持作业控制，则由pid指定的任一子 进程状态已暂停，且其状态自暂停以来还未报告过，则返回其状态。
• waitpid函数的pid参数
  
  • pid == -1 ：等待任一子进程，功能与wait等效。
  • pid > 0 ：等待其进程ID与pid相等的子进程
  • pid == 0 ：等待其组ID等于调用进程的组ID的任一子进程
  • pid < -1 ：等待其组ID等于pid的绝对值的任一子进程

exec函数

当进程调用一种exec函数时，该进程完全由新程序代换，替换原有进程的正文，而新程序则从其main函数开始执行。因为调用exec并不创建新进程，所以前后的进程ID并未改变。exec只是用另一个新程序替换了当前进程的正文、数据、堆和栈段。

• int execl(const char pathname, const char *arg0,…/(char )0/);
• int execv(const char pathname, char *const argv[]);
• int execle(const char pathname, const char *arg0,… /(char )0, char *const envp[]/);
• int execve(const char pathname, char *const argv[], char *const envp[]);
• int execlp(const char pathname, const char *arg0,…/(char )0/);
• int execvp(const char *pathname, char *const argv[]);
  
  • 返回：出错返回-1，成功则不返回
• exec系列函数的注意点
  
  • execve函数为系统调用，其余为库函数。执行execve函数后面的代码不执行。
  • execlp和execvp函数中的pathame，相对和绝对路径均可使用，其它四个函数中的 pathname只能使用绝对路径。相对路径一定要在进程环境表对应的PATH中。
  • argv参数为新程序执行main函数中传递的argv参数，最后一个元素为NULL。
  • envp为进程的环境表

system 函数

• int system(const char *command);
  
  • 功能：简化exec
  • 返回：成功返回执行命令的状态， 出错返回-1

常用函数代码示例

环境表

• extern char **environ
  
  • 每个进程都有一个独立的环境表
  • 初始的环境表继承自父进程
• 获得环境表信息案例

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>extern char **environ;int main(int argc, char *argv[]){  int i = 0;  char *ptr = environ[i];  while(ptr != NULL){    printf("%s\n", ptr);    ptr = environ[++i];  }  return 0;}

• 环境变量操作函数

  • char *getenv(const char *name);
  • 功能: 获取环境变量值
  • 返回: 指向与name 关联的value 的指针, 若未找到则返回NULL。

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• int putenv(char *str);
  
  • 功能: 形式为name = value的字符串，将其放到环境表中。如果name 已经存在，则先删除其原来的定义。
  • 返回: 成功返回0, 出错返回非-1

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• int setenv(const char *name, const char *value, int rewrite);
  
  • 功能: 将name 设置为value 。如果在环境中name已经存在，那么若rewrite 非0，则首先删除其现存的定义，若rewrite 为0 ，则不删除其现存定义(name不设置为新的value ，而且也不出错) 。
  • 返回: 成功返回0, 出错返回非-1

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• int unsetenv(const char *name);
  
  • 功能: 删除name 的定义，即使不存在这种定义也不算出错。
  • 返回: 成功返回0, 出错返回非-1

fork函数代码示例

子父进程区别与wait()函数测试

#include <stdio.h>#include <sys/types.h>#include <unistd.h>#include <stdlib.h>#include <sys/wait.h>int main(void){  printf("%d\n",getpid());  int a = 0,i = 0;  int pid1 = fork();  if(pid1 == 0){    a=10;    for(i=0 ; i < 3 ; ++i){      printf("我是子进程:%d\n",getpid());      sleep(1);    } // while(1);    return 20;  }  else if(pid1 > 0){    printf("a:%d",a);    int val = 0;    for(i=0 ; i < 5 ; ++i){      printf("我是父进程:%d\n",getpid());      sleep(1);    }    if(wait(&val) == -1){      printf("子进程回收失败\n");      exit(-1);    }    if(WIFSIGNALED(val)){      printf("进程异常终止\n");    }    else{      printf("正常结束\n");    }    printf("子进程的返回值:%d\n",WEXITSTATUS(val));    printf("val:%#o\n",val);  }  else{    perror("创建进程失败\n");    exit(-1);  }  return 0;}

孤儿进程和僵尸进程示例

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <sys/types.h>#include <sys/wait.h>#include <unistd.h>#include <string.h>int main(void){  int i = 0;  int pid = fork();  if(pid == 0){    for(i=0 ; i < 100 ; ++i){      int pid1 = fork();      if(pid1 == 0){        printf("第%d个僵尸进程\n",i+1);        break;      }      else if(pid1 < 0){        perror("创建进程失败\n");        exit(1);      }    }    while(1);  }  else if(pid < 0){    perror("创建进程失败\n");    exit(1);  }  return 0;}

exec函数示例

#include <stdio.h>#include <sys/types.h>#include <unistd.h>#include <stdlib.h>#include <sys/wait.h>int main(int argc,char *argv[]){    int pid1 = fork();    if(pid1 == 0){//  execlp("ls","ls","-l",NULL);//  chdir(argv[1]);//  execlp("ls","ls","-l",NULL);        execlp("ls","ls","-l",argv[],NULL);        return 20;    }    else if(pid1 > 0){        int val = 0;        if(wait(&val) == -1){            printf("子进程回收失败\n");            exit(-1);        }        if(WIFSIGNALED(val)){            printf("进程异常终止\n");        }        else{            printf("正常结束\n");        }        printf("子进程的返回值:%d\n",WEXITSTATUS(val));        printf("val:%#o\n",val);    }    else{        perror("创建进程失败\n");        exit(-1);    }    return 0;}