进程的相关函数使用

上篇我们说到什么是进程，获取进程的id，那么怎么创建一个进程呢，我们可以使用fork函数。

一、fork又叫分叉函数。

它将运行着的程序分成2个（几乎）完全一样的进程，每个进程都启动一个从代码的同一位置开始执行的线程。这两个进程中的线程继续执行，就像是两个用户同时启动了该应用程序的两个副本。

二、函数有以下特点：

①当fork()顺利完成任务时，就会存在两个进程，每个进程都从fork()返回处开始继续执行。         
②两个进程执行相同的代码(text)段，但是有各自的堆栈(stack)段、数据(data)段以及堆(heap)。
③子进程的stack、data、heap segments是从父进程拷贝过来的。
④fork()之后，哪一个进程先执行(scheduled to use the CPU)不确定。

三、函数原型：（我们同样可以使用man一下）

pid_t fork( void);
（pid_t 是一个宏定义， 被定义在#include<sys/types.h>中）
返回值： 若成功调用一次则返回两个值，子进程返回0，父进程返回子进程ID；否则，出错返回-1

四、fork有三个返回值 。由fork创建的进程称为子进程，原来的是父进程。两次返回的唯一区别是子进程中返回0值，而父进程中返回子进程ID。

#include <sys/types.h>#include <unistd.h>#include <stdio.h>int main(){// fork : 创建一个子进程// 如果创建失败 返回 -1// 成功返回两个值，如果是在父进程中，返回子进程的ID// 如果是在子进程，返回值是0pid_t pid = fork();if (pid == -1){perror ("fork");return -1;}if (pid > 0)         // 父进程{printf ("我是父进程，pid = %d\n", getpid());}else if (pid == 0)   // 子进程{printf ("我是子进程，pid = %d\n", getpid());}while (1);return 0;}

我们可以这样理解fork函数返回的值为什么在父子进程中不同。其实就相当于链表，进程形成了链表，父进程的fork函数返回的值指向子进程的进程id, 因为子进程没有子进程，所以其fork函数返回的值为0.

调用fork之后，数据、堆、栈有两份，代码仍然为一份但是这个代码段成为两个进程的共享代码段都从fork函数中返回，箭头表示各自的执行处。当父子进程有一个想要修改数据或者堆栈时，两个进程真正分裂。

fork函数的理解：

#include <sys/types.h>#include <unistd.h>#include <stdio.h>int count = 0;int main(){// int count = 0;pid_t pid = fork();count++;printf ("count = %d\n", count);return 0;}

程序中，因为fork会复制两个栈堆数据，所以count的值都是为0，count++；分别在两个进程各加一次，均为1..

更加深刻的理解一下fork：

#include <sys/types.h>#include <unistd.h>#include <stdio.h>int main(){fork();fork() && fork() || fork();fork();printf("a\n");while (1);return 0;}

第一个fork和最后一个fork肯定是会执行的。
主要在中间3个fork上，可以画一个图进行描述。
这里就需要注意&&和||运算符。
A&&B，如果A=0，就没有必要继续执行&&B了；A非0，就需要继续执行&&B。
A||B，如果A非0，就没有必要继续执行||B了，A=0，就需要继续执行||B。
fork()对于父进程和子进程的返回值是不同的，按照上面的A&&B和A||B的分支进行画图，可以得出5个分支。

加上前面的fork和最后的fork，总共4*5=20个进程，除去main主进程，就是19个进程了。

下面简单介绍一下exec家族：

一、

#include <unistd.h>
 
int execl(const char * path, const char* arg1,...)
参数：
path : 被执行程序名（含完整路径）。
arg1 - argn: 被执行程序所需的命令行参数，含程序名。以空指针（NULL）结束

int main(){// 第一个参数需要一个路径，能够找到需要执行的文件// 后面的参数表明执行的方式，和在终端方式类似，如果程序执行需要// 其他的参数 ls -l, 参数要作为函数的实参传过去// 最后需要补一个 NULL// 产生一个新的程序 ，替换了原有的程序，原有的进程id是不变的// int ret = execl("/bin/ls", "ls", "-l", NULL);int ret = execl("/bin/ps", "ps", "-ef", NULL);if (ret == -1){perror("execl");return -1;}printf ("aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa\n");return 0;}

二、

#include <unistd.h>
 
int execlp(const char * path, const char* arg1,...)
参数：
path : 被执行程序名（不含路径，将从path环境变量中查找该程序）。
arg1 - argn: 被执行程序所需的命令行参数，含程序名。以空指针（NULL）结束

int main(){int ret = execlp("ls", "ls", "-l", NULL);if (ret == -1){perror("execl");return -1;}printf ("aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa\n");return 0;}

三、

#include <unistd.h>
 
int execv(const char * path, const char *argv[])
参数：
path : 被执行程序名（含完整路径）。
argv[]: 被执行程序所需的命令行参数数组

int main(){char *a[] = {"file", NULL};int ret = execv("file", a);if (ret == -1){perror("execl");return -1;}return 0;}

四、

#include <stdlib.h>
 
int system(const char* string)
功能：
调用fork产生子进程，由子进程来调用 /bin/sh -c string来执行参数string所代表的命

int main1(){printf ("hellp world\n");sleep(1);// 在内部fork()一个子进程，调用 /bin/sh -c string来执行system("ps -ef | grep a.out");printf ("aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa\n");return 0;}

终止函数：

exit()和   _exit()

用法：

一、

exit() 和_exit ()区别：

exit()停止进程之前，要检查文件的打开情况，并把文件缓冲区中的内容写回文件才停止进程。

二、

exit（0）：正常运行程序并退出程序；

exit（1）：非正常运行导致退出程序；

return（）：返回函数，若在主函数中，则会退出函数并返回一值。
详细说：

1. return返回函数值，是关键字； exit 是一个函数。

2. return是语言级别的，它表示了调用堆栈的返回；而exit是系统调用级别的，它表示了一个进程的结束。

3. return是函数的退出(返回)；exit是进程的退出。

4. return是C语言提供的，exit是操作系统提供的（或者函数库中给出的）。exit是一个库函数，exit(1）表示发生错误后退出程序，exit(0)表示正常退出。在stdlib.h中exit函数是这样子定义的：void exit(int status)。这个系统调用是用来终止一个进程的，无论在程序中的什么位置，只要执行exit，进程就会从终止进程的运行。讲到exit这个系统调用，就要提及另外一个系统调用，_exit,_exit()函数位于unistd.h中，相比于exit()，_exit()函数的功能最为简单，直接终止进程的运行，释放其所使用的内存空间，并销毁在内存中的数据结构，而exit()在于在进程退出之前要检查文件的状态，将文件缓冲区中的内容写回文件。

5. return用于结束一个函数的执行，将函数的执行信息传出给其他调用函数使用；exit函数是退出应用程序，删除进程使用的内存空间，并将应用程序的一个状态返回给OS或其父进程，这个状态标识了应用程序的一些运行信息，这个信息和机器和操作系统有关，一般是 0 为正常退出， 非0 为非正常退出。

6. 非主函数中调用return和exit效果很明显，但是在main函数中调用return和exit的现象就很模糊，多数情况下现象都是一致的。

参考文献：

https://baike.baidu.com/item/fork/7143171

http://blog.sina.com.cn/s/blog_99f5031a0101lshp.html