进程控制

迈不过友情╰ 2022-05-28 06:45 242阅读 0赞

### 1、什么是进程？ ###

**（1）概念：**进程是正在执行的程序的实例，是linux的基本调度单位；程序写好之后，放在内存，程序在运行时，进程就创建了，通俗的说，程序是“死的”，进程是“活的”；  
**（2）组成元素：**  
1）进程的当前上下文（context），是进程当前的执行状态  
2）当前执行目录  
3）访问文件和目录  
4）访问权限  
5）内存和其它分配给进程的系统资源  
**（3）进程标识符pid**  
1）父子进程：

父进程标识符：ppid
    子进程标识符 ：pid
    //均为非零的整数

2）一个PID唯一标识一个进程  
3）祖先进程的进程号为1，叫做init进程，它是linux启动后第一个执行的进程，init引导系统启动守护进程，并且运行必要的程序  
4）PID的用法：  
《1》是创建唯一的文件或者目录名  
《2》把PID写入日志文件，作为日志消息的一部分

### 二、如何创建进程？ ###

（1）system：用于调用shell，执行一个指定的命令；  
（2）fork：用于创建一个新的进程， 该进程几乎是当前进程的一个完全拷贝；  
（3）execve可以在进程中用另外的进程来替换当前运行的进程；  
**1、得到PID的方法：**

1 #include<stdio.h>
      2 #include<stdlib.h>
      3 #include<unistd.h>
      4 #include<sys/types.h>
      5
      6 int  main()
      7 {
      8     //test pid****************
      9         printf("PID = %d\n",getpid() );
     10         printf("PPID = %d\n",getppid() );
     11         return 0;
     12 }

![SouthEast][]  
**2、察看最大进程数**

$cd /proc
    $cd sys
    $cd kernel
    $cat pid_max

如下所示：  
![SouthEast 1][]  
**3、UID用户号**

1 #include<stdio.h>
      2 #include<stdlib.h>
      3 #include<unistd.h>
      4 #include<sys/types.h>
      5 #include<pwd.h>
      6 int main()
      7 {
      8  //**********test getlogin *************
      9     char* login = getlogin();
     10      struct passwd *ps = getpwnam(login);
     11      printf("user name = %s\n",ps->pw_name);
     12      printf("uid = %d \n",ps->pw_uid);
     13      printf("home dir = %s \n",ps->pw_dir);
     14     return 0;
     15 }   
     //getlogin()函数返回执行程序的用户登录名和用户号

![SouthEast 2][]

### 三、fork()函数 ###

**（１）特性：**

pid_t fork(void);

fork( )执行后：  
**成功：**向父进程返回子进程的PID，并向子进程返回０，这也就意味着fork( )一次调用，两次返回；  
**失败：**向父进程返回－１，并且不创建子进程  
fork( )创建的新进程是和父进程一样的副本；  
fork( )创建出来的父子进程之间是异步的，没有依赖性；  
**（２）创建：**  
（１）无法预计父进程在子进程之前还是之后运行，它们的执行是无序的，是异步的；  
（2）异步就意味着父子进程代码无依赖性  
（3）fork( )可能失败，原因是因为系统上已经运行了太多的进程，超过了它所允许的最大进程数；  
（4）fork( )过程包括将父进程全部内存映像给子进程，过程缓慢  
（5）调用vfork( ）也创建新的进程，但不产生父进程的副本  
［linux已经使用了写时复制技术，因此linu的vfork( ）和UNIX中的vfork( ）一样快］

### 四、execve()函数 ###

\*\*（１）特性：\*\*execve启动一个新程序，替换原有进程，故被执行的进程PID不变，是用被执行的程序完全替换了调用进程的映像

int execve(const char*path,const char*argv,char* const envp[]);
    //const char*path: 要执行文件的完整路径
    //const char*argv：传递给程序完整的参数列表
    //char* const envp[]：指向execed程序的环境指针，可设为NULL

**ls的实现**

#include<stdio.h>
      2 #include<stdlib.h>
      3 #include<sys/types.h>
      4 #include<unistd.h>
      5 #include<pwd.h>
    　6 int main()
     44 {
     45     char *args[] = {
       "bin/ls","-l",NULL};
     46     execve("/bin/ls",args,NULL);//执行到这里，程序结束
     47     printf("end\n");
     48     return 0;
     49 }

**１、执行　./fork结果**  
![SouthEast 3][]  
**２、执行　ls -l结果**  
![SouthEast 4][]

### 五、比较： ###

system：创建两个不同的进程，进程间相互独立，pid不同  
fork：创建两个一样的进程，自进程是父进程的一个副本，但pid不一样  
execve：创建一个进程，替换原来进程，pid不变

### wait( )和waitpid( ) ###

pid_t wait(int* status);
    pid_t waitpid(pid_t pid,int * status,int options);
    //pid_t pid:等待进程的PID 
    //int * status: 保存子进程的退出状态
    //int options

**pid的取值：**

> －１等待任何PGID等于PID的绝对值子进程  
> １等待任何子进程  
> ０等待任何PGID等于调用进程的子进程  
> ０等待PID等于pid的子进程

1 #include<stdio.h>
      2 #include<stdlib.h>
      3 #include<sys/types.h>
      4 #include<unistd.h>
      5 #include<pwd.h>
      6
      7 int main()
      8 {
      9     pid_t pid = fork();
     10     int status;
     11     if(pid == -1)
     12     {
     13         printf("fork filed\n");
     14         return 0;
     15     }
     16     if(pid == 0)
     17          {
     18              printf("child process start\n");
     19              sleep(2);
     20              printf("child process end\n");
     21              return 100;
     22          }
    23     else
     24     {
     25         printf("parent process start\n");
     26         wait(&status);
     //出错一：
     27 //   printf("status = %d\n",status);//打印status要借助WEXITSTATUS( )
     //正确调用：
     28     printf("status = %d\n",WEXITSTATUS(status) );
     //显示status的状态,必须使用WEXITSTATUS函数
     29 
     30         printf("parent process end\n");
     31         return 0;
     32     }

**出错一的结果：**  
![SouthEast 5][]  
**正确调用结果：**  
![SouthEast 6][]

[SouthEast]: /images/20220528/3cb56f9c3eb24698aeb495c1457a88b5.png
[SouthEast 1]: /images/20220528/ef7f2b8dfd0e45e5b8b008065e2f9714.png
[SouthEast 2]: /images/20220528/2472348615764558a0af10e94d08bfe4.png
[SouthEast 3]: /images/20220528/5883676c3bb5443aa8fd4226dc9f7986.png
[SouthEast 4]: /images/20220528/5e85e15a785b491cb20a198151214a23.png
[SouthEast 5]: /images/20220528/8524e55d2bd84ab68f8ff8e64a426e74.png
[SouthEast 6]: /images/20220528/38f25c55f75245ca9159ad8b57f393f7.png