进程管理

发布时间:2014-10-23 23:30:03
来源:分享查询网

进程管理 程序和进程 1.1程序   程序(program)是存放在磁盘文件中的可执行文件。 1.2进程和进程ID   程序的执行实例被称为进程(process)。本书的每一页几乎都会使用这一术语。某些操作系统用任务表示正被执行的程序。   每个linux进程都一定有一个唯一的数字标识符,称为进程ID(process ID)。进程ID总是一非负整数。 linux下的进程结构       Linux系统是一个多进程的系统,进程之间具有并行性、互不干扰的特点。       linux中进程包含PCB(进程控制块)、程序以及程序所操纵的数据结构集,可分为“代码段”、“数据段”和“堆栈段”。 PCB       数据段、代码段、堆栈段 进程状态 •运行状态R(TASK_RUNNING) •可中断睡眠状态S(TASK_INTERRUPTIBLE) •不可中断睡眠状态D(TASK_UNINTERRUPTIBLE) •暂停状态T(TASK_STOPPED或TASK_TRACED) •僵死状态Z(TASK_ZOMBIE) •退出状态X(TASK_DEAD) 进程状态转换图 init进程 •进程ID为1通常是init进程,在自举过程结束时由内核调用。 •init进程绝不会终止。 它是一个普通的用户进程(与交换进程不同,它不是内核中的系统进程),但是它以超级用户特权运行 获取进程标识 •#include <sys/types.h> •#include <unistd.h> •pid_t getpid(void);   返回:调用进程的进程I D •pid_t getppid(void);   返回:调用进程的父进程I D •uid_t getuid(void);   返回:调用进程的实际用户I D •uid_t geteuid(void);   返回:调用进程的有效用户I D •gid_t getgid(void);   返回:调用进程的实际组I D •gid_t getegid(void);   返回:调用进程的有效组I D fork系统调用 #include <sys/types.h> #include <unistd.h>   pid_t fork(void);   返回:子进程中为0,父进程中为子进程I D,出错为-1     由fork创建的新进程被称为子进程( child process)。     该函数被调用一次,但返回两次。两次返回的区别是子进程的返回值是0,而父进程的返回值则是子进程的进程ID。      一般来说,在f o r k之后是父进程先执行还是子进程先执行是不确定的。这取决于内核所使用的调度算法。      使用fork函数得到的子进程从父进程的继承了整个进程的地址空间,包括:       进程上下文、进程堆栈、内存信息、打开的文件描述符、信号控制设置、进程优先级、进程组号、当前工作目录、根目录、资源限制、控制终端等。 子进程与父进程的区别在于:   1、父进程设置的锁,子进程不继承            2、各自的进程ID和父进程ID不同            3、子进程的未决告警被清除;            4、子进程的未决信号集设置为空集。     •fork系统调用之后,父子进程将交替执行。 •如果父进程先退出,子进程还没退出那么子进程的父进程将变为init进程。(注:任何一个进程都必须有父进程) •如果子进程先退出,父进程还没退出,那么子进程必须等到父进程捕获到了子进程的退出状态才真正结束,否则这个时候子进程就成为僵进程。 exec替换一个进程映象 •功能用exec函数可以把当前进程替换为一个新进程。exec名下是由多个关联函数组成的一个完整系列 •包含头文件<unistd.h> •原型     intexecl(const char *path, const char *arg, ...);     intexeclp(const char *file, const char *arg, ...);     int  execle(const  char  *path,  const  char  *arg  , ..., char * const envp[]);     intexecv(const char *path, char *const argv[]);     intexecvp(const char *file, char *const argv[]); •参数     path参数表示你要启动程序的名称包括路径名     arg参数表示启动程序所带的参数 •返回值:成功返回0,失败返回-1 •execl,execlp,execlv的参数个数是可变的,参数以一个空指针结束。 •execv和execvp的第二个参数是一个字符串数组,新程序在启动时会把在argv数组中给定的参数传递到main •这些函数通常都是用execve实现的,这是一种约定俗成的做法,并不是非这样不可。 •名字最后一个字母是“p”的函数会搜索PATH环境变量去查找新程序的可执行文件。如果可执行文件不在PATH定义的路径上,就必须把包括子目录在内的绝对文件名做为一个参数传递给这些函数 execlp示例函数,printf("Done.\n");不会执行printf("Done.\n"); #include <stdio.h> int main() {   printf("Running ps with execlp\n");   execlp("ps","ps","-ax",0);   printf("Done.\n");   exit(0); } system启动新的进程 •功能:可以让一个程序在另一个程序的内部运行,也就是说,我们创建了一个新的进程。这个工作可以通过库函数system来实现。 •包含头文件<stdlib.h> •原型:         int  system(const char *string); •参数 –String是你要启动程序的名称 •返回值: 如果无法启动shell运行命令,system将返回“127”;出现不能执行system调用的其他错误时返回“-1”。如果system能够顺利执行,返回那个命令的退出码。 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() {   printf("PID : %d\n",(int)getpid());   printf("Running ps with system\n");   system("ps -ef");   printf("Done.\n");   exit(EXIT_SUCCESS); } •System函数是启动其他进程的理想手段,因为它必须用一个shell来启动预定的程序。 •对shell的安装情况和它所处的环境的依赖也很大 •效率很低 僵尸进程 •当一个子进程结束运行时,它与其父进程之间的关联还会保持到父进程也正常地结束运行或者父进程调用了wait才告终止。 •进程表中代表子进程的数据项是不会立刻释放的,虽然不再活跃了,可子进程还停留在系统里,因为它的退出码还需要保存起来以备父进程中后续的wait调用使用。它将称为一个“僵进程”。 避免僵尸进程 •调用wait或者waitpid函数,此方法父进程会被挂起 •如果不想让父进程挂起,可以在父进程中加入一条语句:signal(SIGCHLD,SIG_IGN);表示父进程忽略SIGCHLD信号,该信号是子进程退出的时候向父进程发送的。   当一个进程正常或异常终止时,内核就向其父进程发送SIGCHLD信号。因为子进程终止是个异步事件(这可以在父进程运行的任何时候发生),所以这种信号也是内核向父进程发的异步通知。父进程可以忽略该信号,或者提供一个该信号发生时即被调用执行的函数(信号处理程序)。对于这种信号的系统默认动作是忽略它。 wait函数用于使父进程阻塞,直到一个子进程结束或者该进程接收到一个指定信号为止。 调用wait或waitpid的进程可能会: •阻塞(如果其所有子进程都还在运行)。 •带子进程的终止状态立即返回(如果一个子进程已终止,正等待父进程存取其终止状态)。 •出错立即返回(如果它没有任何子进程)。 wait和waitpid函数 wait函数说明 #include <sys/types.h> #include <sys/wait.h> pid_t wait(int * status) ; 两个函数返回:若成功则为子进程I D号,若出错则为-1. Status选项,为空时,代表任意状态结束的子进程,若不为空,则代表指定状态结束的子进程。 waitpid函数说明 pid_t waitpid(pid_t pid, int * status, int   options) ; 对于waitpid的p i d参数的解释与其值有关: •pid == -1 等待任一子进程。于是在这一功能方面waitpid与wait等效。 •pid > 0 等待其进程I D与p i d相等的子进程。 •pid == 0 等待其组I D等于调用进程的组I D的任一子进程。 •pid < -1 等待其组I D等于p i d的绝对值的任一子进程。 wait和waitpid的区别 •在一个子进程终止前, wait 使其调用者阻塞,而waitpid 有一选择项,可使调用者不阻塞。 •waitpid并不等待第一个终止的子进程—它有若干个选择项,可以控制它所等待的特定进程。 •实际上wait函数是waitpid函数的一个特例。 exit和_exit exit和_exit用于中止进程; _exit的作用:直接使进程停止运行,清除其使用的内存空间,并清除其在内核中的数据结构; exit与_exit函数不同,exit函数在调用exit系统之前要检查文件打开情况把文件缓冲区的内容写回文件中去。如调用printf()函数。 #include <unistd.h> #include <stdio.h> #include <string.h> #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> #include <fcntl.h> //************************************fork()创建子进程实验****************************************** //2013.10.15. //孤儿进程:老爸死了,,儿子就变成孤儿进程,被init进程给收了,init进程就是他的父进程(1)。ps -aux | grep main  (查看进程信息) //************************************fork()创建子进程实验****************************************** int main() {  int pid = fork();  if (pid > 0)  {   sleep(1);   //老爸存活一秒就死了  }  if (pid == 0)  {   while(1)   {    printf("ppid:   %d\n", getppid());    sleep(2);   }  }  return 0; } //************************************fork()创建子进程实验****************************************** //2013.10.15. //僵尸进程:儿子死了,老爸很忙(R),没空收尸,儿子就变成僵尸进程(Z)。ps -aux | grep main  (查看进程信息) //************************************fork()创建子进程实验****************************************** int main() {  int pid = fork();  if (pid > 0)  {   while(1)    ;  }  if (pid == 0)  {  }  return 0; } //************************************fork()创建子进程实验****************************************** //2013.10.15.陈顺明 //父进程关闭文件,子进程还是能够写入文件的。 //父进程和子进程能够同时对文件进行写操作。 //************************************fork()创建子进程实验****************************************** int main() {  char acBuf[1024];  int fd = open("/mnt/aa", O_WRONLY | O_CREAT | S_IRWXU);  int pid = fork();    if (pid >0)  {   lseek(fd, 0, SEEK_SET);   write(fd, "fffffffffffff", strlen("fffffffffffff"));   close(fd);  }  else if (pid == 0)  { //  sleep(1);   write(fd, "Hello!", strlen("Hello!"));   close(fd);  }   return 0; } //************************************fork()创建子进程实验****************************************** //2013.10.15. //父进程与子进程数据的逻辑地址是一样的,指向的物理地址不一样。 //执行fork(),创建一个空白的子进程PCB,给PCB赋值代码段(把父进程代码拷贝给子进程);数据段(拷贝的是父进程数据的逻辑地址) //子进程代码段程序入口为fork()那里(父进程入口为main()) //最开始数据逻辑地址指向的物理地址是一样的,改变变量的时候,内核会找个新的内存空间, //把新的数据拷备(写实拷贝:copy-on-right)到新的物理地址。 //就造成相同的逻辑地址指向的物理地址不一样 //************************************fork()创建子进程实验****************************************** int main() {  int iCount = 0;    int pid = fork();   if (pid >0)//父进程这里返回的pid是子进程的pid>0  {   printf("iCount:%d\n", iCount+100);     //结果为100   printf("iCount Adress:%p\n", &iCount);  }  else if (pid == 0)//子进程  {   printf("iCount:%d\n", iCount-100);     //结果为-100      printf("iCount Adress:%p\n", &iCount);    //父进程与子进程数据的逻辑地址是一样的     }   return 0; } //************************************fork()创建子进程实验****************************************** //2013.10.15. //调用一次fork()返回两次(一个为子进程pid>0)(fork()里面执行父进程内容),还有一个返回0(for()里面执行子进程内容)) //************************************fork()创建子进程实验****************************************** int main() {  printf("main进程\n");  printf("pid:%d\n", getpid());  printf("parent pid:%d\n", getppid());  printf("main进程\n");  int pid = fork();  if (pid >0)    //父进程这里返回的pid是子进程的pid  {   printf("父进程\n");   printf("pid:%d|||%d\n", getpid(),pid);    //(pid和ppid)与(main的pid、ppid)一样   printf("parent pid:%d\n", getppid());   printf("父进程\n");  }  else if (pid == 0)  //子进程  {   printf("子进程\n");   printf("pid:%d\n", getpid());    //(ppid)与((main或父进程)的pid)一样   printf("parent pid:%d\n", getppid());   printf("子进程\n");  }  return 0; }   //###########避免产生僵尸进程###########避免产生僵尸进程###########避免产生僵尸进程########### //###########避免产生僵尸进程###########避免产生僵尸进程###########避免产生僵尸进程########### #include <unistd.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <sys/types.h> #include <sys/wait.h> //*****************************************waitpid()********************************** //2013.10.16. //pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options); //参数:pid_t pid:进程ID    int *status:退出状态 int options:等待选项 // pid == -1 等待任一子进程。于是在这一功能方面waitpid与wait等效。 // pid > 0  等待其进程I D与p i d相等的子进程。 // pid == 0  等待其组I D等于调用进程的组I D的任一子进程。 // pid < -1  等待其组I D等于p i d的绝对值的任一子进程。 //options: //0    阻塞状态(默认就是阻塞状态) // WNOHANG     如果没有任何已经结束的子进程则马上返回(不阻塞),不予以等待。(返回的退出码不对) // 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。 //int waitid(idtype_t idtype, id_t id, siginfo_t *infop, int options); //*****************************************waitpid()********************************** int main() {  int pid = fork();  if (pid > 0)  {   int status;   printf("wait...\n");   waitpid(-1, &status, WNOHANG);     //如果没有任何已经结束的子进程则马上返回,(造成返回的退出码不对)   printf("done...\n");   printf("child exit code:%d\n", WEXITSTATUS(status));  }  else if(pid == 0)  {   sleep(2);   exit(100);          //退出代码只能0~255,超过范围就是不确定的!  }  else  {   perror("fork error!");   exit(2);  }  return 0; } //&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&wait()和waitpid()区别&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& //wait()必须阻塞;waitpid()第三个参数option可以设置是否要阻塞,如果不阻塞返回的退出码不对 //wait()是基于waitpid()实现的,wait()是waitpid的一个特例 //&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&wait()和waitpid()区别&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&&& //*****************************************wait()********************************** //2013.10.16. //pid_t wait(int *status);返回子进程退出码 //int waitid(idtype_t idtype, id_t id, siginfo_t *infop, int options); //*****************************************wait()********************************** int main() {  int pid = fork();  if (pid > 0)  {   int status;   printf("wait...\n");   wait(&status);   printf("done...\n");   printf("child exit code:%d\n", WEXITSTATUS(status));//如果WIFEXITED非零,返回子进程退出码。。这里返回值为100  }  else if(pid == 0)  {   sleep(2);   exit(100);           //退出代码只能0~255,超过范围就是不确定的!  }  else  {   perror("fork error!");   exit(2);  }  return 0; }    //这些宏在sys/wait.h头文件里定义 // WIFEXITED(stat_val)  如果子进程正常结束,返回一个非零值 // WEXITSTATUS(stat_val) 如果WIFEXITED非零,返回子进程退出码***** // WIFSIGNALED(stat_val) 子进程因未捕获信号而终止,返回非零值 // WTERMSIG(stat_val)  如果WIFSIGNALED非零,返回信号代码 // WIFSTOPPED(stat_val)  如果子进程终止,返回一个非零值 // WSTOPSIG(stat_val)  如果WIFSTOPPED非零,返回一个信号代码     //**************** exit和_exit的不同,代码实现***************************** #include <unistd.h> #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() {  printf("Hello World!"); //不加\n  _exit(0);    //打印不出来  return 0; } int main() {  printf("Hello World!"); //不加\n  exit(0);    //能打印出来  return 0; } // exit和_exit用于中止进程; // _exit的作用:直接使进程停止运行,清除其使用的内存空间,并清除其在内核中的数据结构。(系统调用) // exit函数在调用exit系统之前要检查文件打开情况把文件缓冲区的内容写回文件中去。如调用printf()函数。(是个C函数)    

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