Unix高级编程进程控制（1）

2022-01-18 09:03:18 阅读：140 来源： 互联网

看到这里首先需要对进程有一个清晰的了解，才能继续，过些日子，我在写一篇有关进程的基础理解的文章。这里认为大家对进程已经有了一个初步的认知。这些文章都是对unix高级编程这本书进行的总结，一方面是方便自己回顾，一方面是加深自己的理解，也可以向大家分享一下学习的经验。

进程的控制，主要包含创建进程、执行程序、进程终止。

进程标识

进程标志也可以说是进程的号，专业点叫进程ID。进程的标识符ID 是唯一的，也就是每一个进程及对应的ID 都具有唯一性。进程ID 虽然具有唯一性，但进程ID 具备可重复性，当一个进程终止后，其进程ID 就是可以被复用的ID。

进程中有一些专用的进程，但具体细节随着实现的不同。

ID:0 系统的调度进程，也称交换进程。（swapper进程）。

ID: 1 init进程，在自举过程结束时由内核调用。（自举是什么意思）

ID: 2 页守护进程（page daemon）。此进程负责支持虚拟储存系统的分页操作。

#include <unistd.h>

pid_t getpid(void); //调用进程的ID

pid_t getppid(void); // 调用进程的父进程ID

uid_t getuid(void);  //调用进程的实际用户ID

uid_t geteuid(void);  //调用进程的有效用户ID

gid_t getgid(void);   // 调用进程的实际组ID

gid_t getegid(void);  //调用进程的有效组ID

创建一个进程：

#include <unistd.h>

pid_t fork(void);

由fork创建的进程被成为子进程，fork函数被调用一次，被返回两次。

其中:

父进程返回的子进程的进程ID。

子进程的返回的是0。

子进程和父进程继续执行fork调用之后的指令。子进程是父进程的副本。例如：子进程获得父进程的数据空间、堆和栈的副本，这是子进程所拥有的副本，父进程和子进程并不共享这些储存空间，父进程和子进程共享正文段。

由于fork 之后，经常跟随着exec,所以出现了一个新的内容，写时复制。意思就是，将这一段区域由子进程和父进程共享，内核将它们的访问权限设置为只读，只有当子进程或者父进程想要修改的时候，则内存只为修改那部分创建一份副本。通常为虚拟系统中的一个页。

另外还有一个问题，是fork 之后是父进程先执行，还是子进程先执行，是不确定的。这与操作系统的内核有关系，如果想让某个进程先执行，我们需要以某种形式，进行进程之间的通信。

#include "apu.h"

int val = 6;
char buf[] = "a write to stdout";

int main(void)
{
    int var;
    pid_t pid;

    tempvalue = 88;

   if(pid = fork() <0){
   printf("fork error");
   } else if (pid == 0){
      val++;
      tempvalue++;
   }else{
     sleep(2);
   }

  printf("pid = %ld,val = %d, var = %d\n",(long)getpid(),val,tempvalue);
 
}

//

结果：子进程： var = 7; tempvalue = 89;

父进程： var =6.tempvalude =88

原因就是，子进程和父进程共享一份代码，但子进程拥有父进程fork 之前的数据副本。

文件共享

子进程和父进程之间的文件共享

fork 具有另外一个特点，父进程所有打开的文件描述符，全部被复制到子进程。这里说的复制是只文件描述符类似全部执行乐dup 函数。（这里去看文件描述符部分）

dup (int fd);
// 复制一个现有的文件描述符，返回一个指向文件描述符的新值
//dup 函数返回的一定是当前文件描述符可以使用的最小值

复制的文件描述符，和原来的文件描述符，共同指向同一个文件表项。

有关文件表的内容，我将在linux 操作系统的文件系统中进行详细解释。

需要强调的一点是，父进程和子进程共享一个文件偏移量，也就是fork 之后，子进程和父进程同时往一个文件内输出，容易照成输出混合，所以父进程和子进程之间要进行同步处理。

fork 之后的文件描述符，有两种常见的状况：

（1）父进程等待子进程完成。父进程在子进程终止前，不对文件描述符进行处理。

（2）当进程终止之后，对任一文件描述符进行做相应的更新。父进程和子进程执行不同的代码段，关闭它们不需要使用的文件描述符。这样就不会干扰对方使用文件描述符。

子进程继承父进程的属性：

1. 实际用户ID、实际组ID、有效用户ID、有效组ID。

2. 附属组ID。

3. 进程组ID。

4.会话ID。

6. 环境、储存影像、资源限制。

父进程和子进程之间的区别是什么呢？

fork 的返回值不同，进程ID 不一样。

两个进程的父进程ID 不一样。

子进程不继承父进程设置的文件锁。

子进程未处理的闹钟被清零。

子进程设置的未处理信号集设置为空集。

fork 之后对子进程有两中想法，

一是父进程和子进程执行不同的代码段。

二是一个进程要执行另外的程序，在fork 之后，执行exec()。

函数 vfork

vfork 的返回值和调用系列和fork 相同，但语义不同。

vfork 函数的目的是用于创建一个线程，而且该线程的目的是执行exec一个新的程序。所以它不会将父进程的地址空间完全复制到子进程中去，因为子进程会立刻调用exec 函数，所以在调用exec函数之前，子进程是在父进程的空间中运行。

vfork 和fork 之间的一个区别是，能够保证子进程先运行，在子进程调用exec或exit后父进程才可能被调度运行。

#include "apue.h"

int globvar = 6
int main(void)
{
   int var;
   int pid;
    
   printf("before vfork\n");
   if((pid==vfork()==0)
   {
     globavr++;
     var++;
     _exit(0);
   } else if(pid>0){
     print("pid = %ld, glob = %d,var = %d\n",(long)getpid(),globvar,var)
   }
    exit(0);
}

运行结果是 glob = 7,var = 89。

子进程对变量进行增加，改变了父进程中变量的值，因为子进程在父进程中运行。

8、进程退出的方式

进程有5中正常终止和异常终止方式。

（1）在main 函数中调用return 函数。

（2）调用exit() 函数。这个函数有ISO C 定义。其会调用各种注册的终止函数。

（3）调用_exit() 或_Exit()函数，不需要调用终止函数。

（4）进程中的最后一个线程，在其启动例程中执行return 语句。

（5）进程中的最后一个线程调用pthread_exit函数。

3种异常终止的函数：

（1）调用abort 函数。

（2）当进程接受到某些信号。

（3）最后一个线程对取消请求做出响应。

不管进程如何终止，最后都会执行内核中的同一段代码，这段代码为相应的进程关闭所有打开的应用，释放它所使用的储存器。进程将退出状态作为参数传递给终止函数。

标签：fork,调用,函数,编程,高级,Unix,描述符,进程,ID
来源： https://blog.csdn.net/SYY_LR/article/details/122114500

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