Linux浅谈进程2

此篇博客作为上一篇博客的补充
Linux浅谈进程1

进程的创建

进程创建的方式：

1. fork（）
2. vfork（）

关于fork（）函数

头文件为#include<unistd.h>pid_t fork(void)返回值：子进程返回0，父进程返回子进程id，出错返回-1

进程创建的一般过程

1. 给新建的进程分配一个内部的标识符，在内核中分配PCB。
2. 复制父进程的环境
3. 为进程分配资源（代码，数据，堆栈）
4. 父进程地址空间的内容也复制到新的进程空间中
5. 将该进程放到就绪队列中。
6. 向父进程返回子进程的进程号，对子进程返回0

当一个进程fork出一个子进程后，就有两个二进制代码相同的进程，并且运行到相同的地方，但每个进程都将开始执行自己的代码。

fork()调用失败的原因

• 系统中进程太多了
• 或实际用户的进程数超过了限制（每台电脑都有一个进程的最大数）
• 系统不支持fork()函数，（如windows）

vfork函数
也是用来创建子进程（在fork函数没有出现写时拷贝时出现的，性能高，但是有Bug）

1. 子进程一定先于父进程执行。
2. 子进程调用exec或者exit之后父进程才能执行

vfork与fork区别

1. fork:父子进程交替运行。vfork：子进程运行，父进程阻塞，直到子进程运行结束（创建出子进程，子进程运行完了才会运行父进程），程序最后用exit(0)进程退出
2. fork实现了写时拷贝。vfork就算是写也不拷贝
3. vfork必须使用exit或excl
4. 就算是fork实现了写时拷贝，性能也没有vfork高
5. vfork虽然性能高，但是每个系统上的vfork都有问题，不要使用

进程的终止（结束）

进程退出的场景：

• 代码运行完毕，结果正确
• 代码运行完毕，结果不正确
• 代码异常终止

进程常见退出方法
正常终止
正常退出返回码为0
1. 从main返回
2. 调用exit
3. _exit

异常退出：

1. ctrl+C
2. kill
3. abort()

查看进程退出码
可以用echo$?查看进程的退出码

echo $?：查看上一个退出码 退出码返回0~255 只用了int的8个比特位，其余位有别的用途，比如，程序是否是正常退出，如果是异常退出，是什么原因导致异常退出

exit所做的工作

1. 执行用户通过atext或on_exit定义的清理函数
2. 关闭所有打开的流，所有的缓冲数据均被写入
3. 调用_exit.

回调处理函数atexit(函数名)：在程序结束前执行。有32个上限，运行顺序与定义顺序相反

_exit与exit区别

• _exit()直接终止，清理缓冲区。
• exit()直接退出程序
• _exit是系统调用，exit最终也会调用_exit

进程的撤销（销毁）

1. 关闭软中断
2. 回收资源（如关闭文件）
3. 将进程的状态置为僵尸态
4. 写记账信息
5. 转进程调度

进程的等待

进程等待是一个很重要的过程，如果子进程退出，父进程不回收资源，就会造成我们之前博客讲过的“僵尸进程”的问题，从而导致内存泄漏

进程等待就可以很好的解决这个问题
父进程通过进程等待的方式，回收子进程资源，获取子进程退出信息

进程等待方法

1. wait
2. waitpid

wait

//#include<sys/types.h>//#include<sys/wait.h>   //头文件pid_t wait(int* status)返回值：成功返回被等待进程pid，失败返回-1参数：输出型参数，获取子进程的退出状态，不关心可以设置为NULL

wait：做的三件事

1. 阻塞当前进程，直到子进程退出才返回
2. 回收子进程残留资源
3. 获取子进程退出信息（状态）

waitpid

pid_t waitpid(pid_t pid,int *status,int options);返回值：    当正常返回时waitpid返回收集到的子进程的进程ID    如果设置了选项WHOHANG，而调用中waitpid发现没有已退出的子进程可收集，则返回0    如果调用中出错，则返回-1，这是errno会被设置成相应的值以指示错误所在参数：    pid:        pid=-1,等待任一个子进程，与wait等效。        pid >0，等待其进程ID与pid相等的子进程。    status：        WIFEXITED(status)：若为正常终止子进程返回的状态，则为真（查看进程是否正常退出）        WEXITSTATUS（status）:若WEXITSTATUS非零，提取子进程退出码（查看进程的退出码）    options：         WNOHANG:若pid指定的子进程没有结束，则waitpid()函数返回0，不等待，若正常结束，返回该子进程的ID。

用代码看一下

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>#include<string.h>#include<sys/wait.h>int main(){    pid_t pid;    if((pid=fork())==-1)    {        perror("fork");        exit(1);    }    if(pid==0)    {        int i=0;        printf("this is maomaochong\n",getpid());        sleep(1);        exit(-1);    }    else    {        int status;        pid_t w=wait(&status);        if(w==-1)            perror("wait");        else            printf("parent w=%d\n",w);        if(WIFEXITED(status))        {            printf("exitcode=%d\n",WEXITSTATUS(status));        }        else if(WIFSIGNALED(status))        {            printf("signum=%d\n",WTERMSIG(status));        }    }}

结果为：

我们通过结果可以看出，进程正常退出。

进程程序替换

替换原理
用fork创建子进程后执行的是和父进程相同的程序（但有可能执行不同的代码分支），子进程往往要调用一种exec函数以执行另一个程序。当进程调用一种exec函数时，该进程的用户空间代码和数据完全被新程序替换，从新程序的启动例程开始执行。调用exec并不创建新进程，所以调用exec前后该进程的id并未改变。

替换函数：
有六种以exec开头的函数，都统称为exec函数

#include<unistd.h>int execl(const char *path,const char *arg,...);int execlp(const char *file,const char *arg,...);int execle(const char *path,const char *arg,...,    char *const envp[] );int execv(const char *path,char *const argv[]);int execvp(const char *file,char *const argv[]);int execve(const char *path,char *const argv[],    char *const envp[]);

函数解释：

• 这些函数如果调用成功则加载新的程序从启动代码开始执行，不再返回。
• 如果调用出错则返回-1
• 所以exec函数只有出错的返回值而没有成功的返回值

命名解释

• l(list):表示参数采用列表
• v(vector):表示参数采用数组
• p(path)：带p的函数会自动搜索环境变量PATH
• e(env):表示自己维护环境变量