Linux进程控制编程

进程的定义；进程是一个具有一定独立功能的程序的一次运行活动，同时也是资源分配的最小单元。

程序与进程的区别：

程序是放到磁盘的可执行文件，进程是指程序执行的实例。

进程是动态的，程序是静态的：程序是有序代码的集合；进程是程序的执行。通常进程不可在计算机之间迁移；而程序通常对应着文件、静态和可以复制

进程是暂时的，程序使长久的：进程是一个状态变化的过程，程序可长久保存

进程与程序组成不同：进程的组成包括程序、数据和进程控制块（即进程状态信息）

进程与程序的对应关系：通过多次执行，一个程序可对应多个进程；通过调用关系，一个进程可包括多个程序。

进程的生命周期：

创建:  每个进程都是由其父进程创建，进程可以创建子进程，子进程又可以创建子进程的子进程

运行:  多个进程可以同时存在，进程间可以通信

撤销:   进程可以被撤销，从而结束一个进程的运行

进程的状态：

执行状态：进程正在占用CPU

就绪状态：进程已具备一切条件，正在等待分配CPU的处理时间片

等待状态：进程不能使用CPU，若等待事件发生则可将其唤醒

Linux进程：

Linux系统是一个多进程的系统，它的进程之间具有并行性、互不干扰等特点。

也就是说，每个进程都是一个独立的运行单位，拥有各自的权利和责任。其中，各个进程都运行在独立的虚拟地址空间，因此，即使一个进程发生异常，它也不会影响到系统中的其他进程。

Linux下进程的地址空间：

Linux中的进程包含3个段，分别为“数据段”、“代码段”和“堆栈段”。

“数据段”存放的是全局变量、常数以及动态数据分配的数据空间；

“代码段”存放的是程序代码的数据。

“堆栈段”存放的是子程序的返回地址、子程序的参数以及程序的局部变量等。

进程互斥：

进程互斥是指当有若干进程都要使用某一共享资源时，任何时刻最多允许一个进程使用，

其他要使用该资源的进程必须等待，直到占用该资源者释放了该资源为止

获取id：

#include<sys/types.h>

#include<unistd.h>

pid_tgetpid(void)     获取本进程ID。

pid_tgetppid(void)       获取父进程ID

创建进程fork：

#include<unistd.h>

pid_t fork(void)

功能：创建子进程

  fork的奇妙之处在于它被调用一次，却返回两次，它可能有三种不同的返回值：

在pid=fork()之前，只有一个进程在执行，但在这条语句执行之后，就变成两个进程在执行了，这两个进程的共享代码段，将要执行的下一条语句都是if(pid==0).

两个进程中，原来就存在的那个进程被称作“父进程”，新出现的那个进程被称作“子进程”，父子进程的区别在于进程标识符（PID）不同.

创建进程vfork；

#include<sys/types.h>

#include<unistd.h>

pid_tvfork(void)

功能：创建子进程表头文件： #include<unistd.h>

定义函数：pid_tvfork(void);
函数说明：

vfork()会产生一个新的子进程，其子进程会复制父进程的数据与堆栈空间，并继承父进程的用户代码，组代码，环境变量、已打开的文件代码、工作目录和资源限制等。

子进程不会继承父进程的文件锁定和未处理的信号。

注意，Linux不保证子进程会比父进程先执行或晚执行，因此编写程序时要留意死锁或竞争条件的发生。

fork和vfork的区别：

1.   fork:子进程拷贝父进程的数据段

      vfork:子进程与父进程共享数据段

2.   fork:父、子进程的执行次序不确定

     vfork:子进程先运行，父进程后运行

exec用被执行的程序替换调用它的程序。

和fork的区别：

fork创建一个新的进程，产生一个新的PID

exec启动一个新程序，替换原有的进程，因此进程的PID不会改变

进程等待：

#include<sys/types.h>

#include<sys/wait.h>

pid_t wait (int * status)

功能：阻塞该进程，直到其某个子进程退出。

参数：如果不在意结束状态值，则参数status可以设成NULL。

参数pid为欲等待的子进程识别码:
pid<-1 等待进程组识别码为pid绝对值的任何子进程。
pid=-1 等待任何子进程，相当于wait()。
pid=0 等待进程组识别码与目前进程相同的任何子进程。
pid>0 等待任何子进程识别码为pid的子进程。

参数option可以为0或下面的OR 组合
WNOHANG： 如果没有任何已经结束的子进程则马上返 回，不予以等待。
WUNTRACED：如果子进程进入暂停执行情况则马上返  回，但结束状态不予以理会。

返回值：

v如果执行成功则返回子进程识别码(PID)，如果有错误发生则返回-1。失败原因存于errno中。

进程退出：

exit，_exit用于终止进程

区别：

_exit: 直接使进程停止，清除其使用的内存，并清除缓冲区中内容

exit与 _exit的区别：在停止进程之前，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。

僵尸进程：

僵尸进程指的是那些虽然已经终止的进程，但仍然保留一些信息，等待其父进程为其收尸。

如何产生？

如果一个进程在其终止的时候，自己就回收所有分配给它的资源，系统就不会产生所谓的僵尸进程了

僵尸进程产生的过程：

1. 父进程调用fork创建子进程后，子进程运行直至其终止，它立即从内存中移除，但进程描述符仍然保留在内存中（进程描述符占有极少的内存空间）。

2. 子进程的状态变成EXIT_ZOMBIE，并且向父进程发送SIGCHLD 信号，父进程此时应该调用 wait() 系统调用来获取子进程的退出状态以及其它的信息。在wait 调用之后，僵尸进程就完全从内存中移除。

3. 因此一个僵尸存在于其终止到父进程调用wait 等函数这个时间的间隙，一般很快就消失，但如果编程不合理，父进程从不调用wait等系统调用来收集僵尸进程，那么这些进程会一直存在内存中。