linux学习笔记之进程

linux中，每个进程在创建时都会分配一个数据结构，称为进程控制块(PCB).用它来记录进程的外部特征，主要包含进程标识符、进程的当前状态、进程相应的程序和数据地址、进程的优先级 etc.

fork和vfork(创建进程)
fork系统调用的作用是复制一个进程，fork创建的进程称为子进程，原来的进程称之为父进程，子进程从父进程得到了数据段和堆栈段的复制，这些需要重新分配内存。fork之后的进程执行顺序是不确定的，取决于内核的调度算法。
fork调用的奇妙在于它仅调用一次却返回两次。父进程中返回子进程的进程ID，子进程中返回0，出现错误则返回负值。

fork出错可能原因：
1.进程数达到系统规定上限
2.系统内存不足（少见，系统没可分配的内存，处于崩溃的边缘.）

vfork的返回与fork相同。但是vfork不需要完全复制父进程的数据段，在子进程没调用exec或exit之前，子进程和父进程共享数据段。fork不对父子进程的执行次序进行限制，但在vfork调用中，子进程先运行，父进程挂起，直到调用exec或exit后执行次序才不会限制。

vfork创建的并不是真正意义上的进程，而是线程，因为它并没有独立的内存资源，子进程和父进程共享数据段。

#include<sys/types.h>#include<unistd.h>#include<stdio.h>#include<stdlib.h>int main(){    int count = 1;    pid_t pid;    printf("before creat son process");    //创建进程之前    if( ( pid = vfork()) < 0){        printf("error in fork!");        exit(1);    }    else if(pid == 0){        int i;        for(i = 0;i < 10;i++){            print("this is son process");        }        exit(1);            //退出子进程    }    else if(pid > 0){        //父进程        printf("this is father,his pid is:%d and the child pid is:%d",getpid(),pid);    }    return 0;}

exec函数族
int execve(const char *pathname,char *const argv[],char *const envp[]);

execve第1个参数path是被执行应用程序的完整路径，第2个参数argv就是传给被执行应用程序的命令行参数，第3个参数envp是传给被执行应用程序的环境变量。

成功则无返回值，出错返回-1。exec函数族的作用是根据指定的文件名找到可执行文件，并用它来取代调用进程的内容，换句话说，就是在调用进程内部执行一个可执行文件。这里的可执行文件既可以是二进制文件，也可以是任何Linux下可执行的脚本文件。

exit和_exit函数
终止一个进程。exit和_exit的区别在于exit函数调用之前会检查文件的打开情况，把文件缓冲区的内容写回文件；_exit则是直接使进程停止运行，清除内存空间，并销毁其在内核的各种数据结构。

wait和waitpid函数
pid_t wait(int *status);
pid_t waitpid(pid_t pid,int *status,int option);
成功返回进程ID，出错返回-1

进程一旦调用了wait，就立即阻塞自己，由wait自动分析当前进程的某个子进程是否已经退出，如果让他找到这样的一个已经变成僵尸的子进程wait就会收集子进程的信息，把他彻底销毁；如果没有找到就会一直阻塞，知道有一个出现。

僵尸进程：一个进程调用exit之后并没有马上消失，他已经放弃了内存空间，没有可执行代码，也不能被调度，仅仅在进程列表中保留一个位置，记载该进程的退出状态等信息

waitpid多出了两个可供用户控制的参数pid和options，可以用来等待指定的进程，可以使进程不挂起立刻返回。

pid>0 只等待进程ID为pid的子进程，只要指定的子进程没结束，waitpid就会一直等待
pid=-1 等待任何的子进程退出 等价于wait
pid=0 等待同一进程组的任何子进程
pid<-1 等待一个指定进程组中的任何子进程，进程组的ID等于pid的绝对值

options一般有两个选项
WNOHANG 即使没有子进程退出，它也会立即返回，不会永远等待下去。如果设置了此选项，waitpid返回0
WUNTRCED常量意思是若实现支持作业控制，而与pid指定的任一子进程已处于暂停状态，并且其状态自暂停以后还没报告过，则返回其状态

#include<sys/types.h>#include<sys/wait.h>#include<unistd.h>#include<stdio.h>#include<stdlib.h>int main(){    pid_t pc,pr;    if( ( pc = fork()) == -1){        printf("failed to create a new process\n");        exit(0);    }    else if(pc == 0){        sleep(10);       //子进程休眠10s        exit(0);    }    do{        pr = waitpid(pc,NULL,WNOHANG); //waitpid不会在这等待        if(pr == 0){           //没有收集到子进程            printf("No child exited\n");            sleep(1);        }    }while(pr == 0);    if(pr == pc){        printf("successfully get child %d\n",pr);    }    else{        printf("some error occured\n");    }    return 0;}