Linux☞进程控制

在终端执行命令时，Linux会建立进程，程序执行完，进程会被终止；Linux是一个多任务的OS,允许多个进程并发运行；

Linxu中启动进程的两种途径：

①手动启动(前台进程(命令gedit)...后台进程(命令+‘&’))

②调度启动 --at/cron启动

at执行的命令一般不会在终端回显，可以采用重定向到文件就可以查看；

Linux环境下常见的进程操作命令：

ps--查看系统中的进程；

top--动态显示系统中的进程；

kil--终止进程(包括后台进程)；

Linux环境下的进程会有一个唯一的进程标识符(pid)，进程标识有进程号PID和它的父进程号PPID，PID唯一标识一个进程，其中，PID和PPID都是非零正整数。获得当前进程的PID和PPID的系统调用是getpid()和getppid()函数【头文件unistd.h】；

ps -ef|grep test1 (可以查找程序test1.c运行时的进程号)；

3个特殊进程：

PID为0的调度进程，是内核的一部分，也被称为交换进程和系统进程；

PID为1的init进程（centos6及之前版本），init进程是内核启动并运行的第一个用户进程（不是内核中的系统进程），负责对系统进行初始化，并将系统引导到某个状态。init进程不能被终止。

PID为2的kthreadd内核进程，其是一个内核线程，负责执行后台操作。

进程相关函数：

exec函数族--在进程中启动另一个程序执行；

system--在进程中开始另一个进程；

fork--从已经存在的进程中复制一个新进程

sleep--让进程暂停运行一段时间；

exit/_exit--用来终止进程

wait/waitpid--暂停父进程，等待子进程完成运行；

Fork函数

进程调用一次fork函数创建一个新进程，新创建的新进程被称为子进程。该函数调用一次但是返回两次，子进程返回值是0，父进程返回新的子进程的pid。父、子进程并不共享这些存储空间部分，通常父、子进程共享代码段；子进程继承父进程的以下属性：已打开的文件描述符实际UID、GID，有效UID、GID 当前工作目录根目录 文件创建UMASK 环境 资源限制

exec函数族

例6-3：用fork函数创建一个子进程，在子进程中。要求显示子进程号和父进程号，然后显示当前目录下的文件信息，在父进程中同样显示子进程号和父进程号；

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
int main()
{pid_t result;int newret;result=fork();if(result==-1){printf("进程创建失败");}else if(result==0){printf("返回值是:%d,这是子进程，进程号是：%d\n",result,getpid());printf("父进程号是:%d\n",getppid());execl("/bin/ls","ls","-l",0);}else{sleep(10);printf("返回值是:%d,这是父进程，进程号是：%d\n",result,getpid());printf("父进程号是:%d\n",getppid());}
}

total后是ls列出的内容，

exec族的6个函数来建立子进程分别是execl、execv、execle、execve、execlp、execvp函数；其中l、e、v、p表示函数中的参数分别用列表传递方式、字符指针数组传递方式、可指定环境变量及路径自动搜索功能；

exec示例:

char *const ps_argv[]={"ps","-o","pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm",NULL};

char *const ps_envp[]={"PATH=/bin:/user/bin","TERM=console",NULL};

execl("/bin/ps","ps","-o","pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm",NULL);

execv("/bin/ps",ps_argv);

execle("/bin/ps","ps","-o","pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm",NULL,ps_envp);

execve("/bin/ps",ps_argv,ps_envp);

execlp("ps","ps","-o","pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm",NULL);

execvp("ps",ps_argv);

exec应用:

1.execv函数的使用，要在程序中执行命令：ps -ef,命令ps在’/bin‘目录下，在这一函数中，参数v表示参数传递(含命令)为构造指针数组方式；

char* arg[]={"ps","-ef",NULL};

函数的使用：

execv("/bin/ps",arg);

【ps命令参数】

-e 显示所有进程（等价于-A）
-f 全部列出，通常和其他选项联用】

//参考程序为：
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main()
{char *argv[]={"ps","-ef",NULL};execv("/bin/ps",argv);return 1;
}

2.execlp函数的使用，在程序中执行命令：ps -ef,命令ps在‘/bin’目录下，在这一函数中,参数l表示命令或参数逐个列举，参数p是文件查找方式(自动检索路径而不需要给出路径)，函数调用形式：

execlp("ps","ps","-ef",NULL);

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main()
{execlp("ps","ps","-ef",NULL);return 1;
}

3.execl函数应用，在程序中执行命令：ps -ef,命令ps在‘/bin’目录下，在这一函数中,参数l表示命令或参数逐个列举，需要给定路径，函数调用形式如下:

execl("/bin/ps","ps","-ef",NULL);

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main()
{execl("/bin/ps","ps","-ef",NULL);return 1;
}

4.execle函数应用，execle("/bin/login","login","-p",username,NULL,envp);上述语句运行时，login提示用户输入密码，输入密码期间关闭终端的回显，然后验证密码的正确性，如果密码不正确，login终止，init会重新fork/exec一个getty进程。如果密码正确，login程序设置一些环境变量，并设置当前的工作目录位用户的主目录；

5.设计程序，在子进程中调用函数execl(''/bin/ps","ps","-ef",NULL),而在父进程中调用函数execle("/bin/env","env",NULL,envp),其中定义：char *envp={"PATH=/tmp","USER=liu",NULL};

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main()
{char *envp[]={"PATH=/tmp","USER=liu",NULL};pid_t result;result=fork();if(result==-1){printf("创建进程失败！\n");}else if(result==0){printf("创建进程成功\n");execl("/bin/ps","ps","-ef",NULL);}else{sleep(5);printf("父进程\n");execle("/bin/env","env",NULL,envp);}return 1;
}
//测试程序，先输出“创建进程成功”,之后运行ps- ef命令，停顿5秒后，输出"父进程"，显示env命令内容：
PATH=/tmp
USER=liu

进程终止的两种形式：

①正常终止：main返回、调用exit函数、调用_exit系统调用；

②异常终止：被信号终止、调用absort，使其产生SIGABRT信号；

exit函数、_exit系统调用区别：

设计程序使得子进程和父进程在显示输出一些文字后用_exit和exit函数终止进程；

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main()
{pid_t result;result=fork();if(result==-1){printf("创建进程失败！\n");exit(0);}else if(result==0){printf("测试终止进程的_exit函数\n");printf("目前为子进程，这一行我们用缓存！");_exit(0);}else{sleep(5);printf("测试终止进程的exit函数\n");printf("目前为父进程，这一行我们用缓存！");exit(0);}return 1;
}

printf函数使用的是缓冲I/O方式，在遇到‘\n’换行符时，自动将缓冲区的记录读出；在调用exit函数时，会先调用退出处理函数，然后清理I/O缓冲区，最后执行exit系统调用，而_exit函数则是直接调用exit系统调用，因此无法正常输出缓冲区的内容；

如果在子进程中调用sleep(5),父进程不调用会出现：

XXX

僵尸进程

一个已经终止运行、但其父进程还没对其进行善后处理(获得终止子进程的有关信息、释放它所占有的资源)的进程；

使用fork创建的子进程，在父进程已经结束，但其还在继续运行，子进程进入无父进程的状态，称之为孤儿进程；孤儿进程会很快被init/systemd所收养；另外，为避免这种情况，可以通过在父进程中调用wait函数/waitpid函数，使得子进程比父进程早终止；

示例：僵尸进程的产生

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main()
{pid_t result;result=fork();if(result==-1){printf("创建进程失败！\n");exit(0);}else if(result==0){printf("这是子进程，进程号是:%d\n",getpid());}else{wait(NULL);  //init系统消除僵尸进程；sleep(20);printf("这是父进程，进程号是:%d\n",getpid());}return 1;
}

一个程序退出时，它的子进程会被init进程继承，它是Linux启动后的第一个进程，init进程会自动清理所有它所继承的僵尸进程。

例：在父进程中调用wait函数等待子进程，父进程直到接收到子进程结束的信号后，父进程结束等待。设计一个程序，要求创建一个子进程，子进程显示自己的进程号pid后暂停一段时间，父进程等待子进程正常结束，打印显示等待的进程号pid和等待的进程退出状态。

//待定