linux进程控制编程

一、进程与程序
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。

二、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。
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。

三、几个概念
1、进程ID（PID)：标识进程的唯一数字
父进程的ID（PPID)
启动进程的用户ID（UID）
2、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。
3、临界资源：操作系统中将一次只允许一个进程访问的资源称为临界资源。
4、临界区：进程中访问临界资源的那段程序代码称为临界区，为实现对临界资源的互斥访问，应保证诸进程互斥地进入各自的临界区。
5、进程同步：一组并发进程按一定的顺序执行的过程称为进程间的同步，具有同步关系一组并发进程称为合作进程，合作进程间互相发送的信号称为消息或事件。
6、死锁：多个进程因竞争资源而形成一种僵局,若无外力作用，这些进程都将永远不能再向前推进。

四、获取ID
pid_t getpid(void) 获取本进程ID
pid_t getppid(void) 获取父进程ID

#include<stdio.h>#include <sys/types.h>#include <unistd.h>int main(){    printf("PID=%d\n",getpid());    printf("PPid=%d\n",getppid());    while(1);    return 0;}

五、进程创建
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：
0： 子进程
子进程ID（大于0）：父进程
-1： 出错

#include<stdio.h>#include <sys/types.h>#include <unistd.h>#include<stdlib.h>int main(){    pid_t pid;    pid = fork();    if(-1 == pid)    {        perror("fork");        exit(1);    }    else if(0 == pid)    {        printf("Child process pid=%d,Parent process pid=%d\n",getpid(),getppid());    }    else    {        printf("Parent process pid=%d\n",getpid());    }    return 0;}//子进程的数据空间、堆栈空间都会从父进程得到一个拷贝，而不是共享。

pid_t vfork(void)

功能：创建子进程
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。
vfork子程序先运行

#include<stdio.h>#include <sys/types.h>#include <unistd.h>#include<stdlib.h>int main(){    int count=0;    pid_t pid;    pid = vfork();    if(-1 == pid)    {        perror("vfork");        exit(1);    }    else if(0 == pid)    {        count++;        printf("Child process pid=%d,count=%d\n",getpid(),count);        exit(1);    }    else    {        count++;        printf("Parent process pid=%d,count=%d\n",getpid(),count);    }    return 0;}

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

六、exec函数族
exec用被执行的程序替换调用它的程序。
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
例：execl
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。

#include<stdio.h>#include <sys/types.h>#include <unistd.h>#include<stdlib.h>int main(){    pid_t pid;    pid = vfork();    if(-1 == pid)    {        perror("vfork");        exit(1);    }    else if(0 == pid)    {        printf("Child process pid=%d\n",getpid());        execl("/home/12.06/test","./test","hello",NULL);    }    else    {        printf("Parent process%d !\n",getpid());    }    return 0;}

execv
int execv (const char * path, char * const 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。

#include<stdio.h>#include <unistd.h>int main(){    char *argv[]={"./test","hello",NULL};    execv("home/12.06/test",argv);    return 0;}

七、进程等待
pid_t wait (int * status)
功能：阻塞该进程，直到其某个子进程退出。
pid_t waitpid (pid_t pid, int * status, int options)
功能：会暂时停止目前进程的执行，直到有信号来到或子进程结束
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。


#include<stdio.h>#include <sys/types.h>#include <unistd.h>#include<stdlib.h>#include <sys/types.h>#include <sys/wait.h>int main(){    int status;    pid_t pid;    pid = fork();    if(-1 == pid)    {        perror("fork");        exit(1);    }    else if(0 == pid)    {        sleep(2);        printf("Child process !\n");        exit(2);    }    else    {        printf("Parent process !\n");        waitpid(pid,&status,0);    }    if(WIFEXITED(status))    {        printf("Exit Normally:%d\n",WEXITSTATUS(status));    }    return 0;}

八、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。
九、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。
void exit(int status);
exit()用来正常终结目前进程的执行，并把参数status返回给父进程，而进程所有的缓冲区数据会自动写回并关闭未关闭的文件。
void _exit(int status);
_exit()用来立刻结束目前进程的执行，并把参数status返回给父进程，并关闭未关闭的文件。
此函数调用后不会返回，并且会传递SIGCHLD信号给父进程，父进程可以由wait函数取得子进程结束状态。