Linux系统编程之进程控制(进程创建,fork函数,进程中止,进程等待,程序替换)

进程创建

fork()------复制,返回值,写时复制

vfork()创建子进程—子进程与父进程共用同一块虚拟地址空间,
为了防止调用栈混乱,因此阻塞父进程
直到子进程调用exit()退出或者进行程序替换

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vfork创建的子进程不能在main函数中return 0;退出,因为释放资源后,父进程陷入混乱崩溃

fork和vfork的联系

fork和vfork在内核都是调用clone实现进程的创建

fork函数

fork从已存在进程中创建一个新进程。新进程为子进程,而原进程为父进程。

  1. 进程调用fork,当控制转移到内核中的fork代码后,内核做以下的事情:
  2. 分配新的内存块和内核数据结构给子进程
  3. 将父进程部分数据结构内容拷贝至子进程
  4. 添加子进程到系统进程列表当中
  5. fork返回,开始调度器调度

fork函数返回值

1. 子进程返回0
2.  父进程返回的是子进程的pid

fork常规用法

1. 一个父进程希望复制自己,使父子进程同时执行不同的代码段。
2. 例如,父进程等待客户端请求,生成子 进程来处理请求。 一个进程要执行一个不同的程序。例如子进程从fork返回后,调用exec函数

fork调用失败的原因

 1.系统中有太多的进程2.实际用户的进程数超过了限制

进程中止

进程退出场景

1.代码运行完毕
2.结果正确 代码运行完毕
3.结果不正确 代码异常终止 

中止方式:

1.main函数中return;		
2.exit(int  statu) 库函数 ,退出时刷新缓冲区
3.	_exit(int  statu)		系调用接口,退出时,不会刷新缓冲区,直接释放资源

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返回值只用了1个字节,0到255.

进程等待

等待子进程退出----避免僵尸子进程,获取子进程返回值
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pid_wait(int status)—阻塞等待任意一个子进程退出

阻塞:发起一个系统调用完成功能,当前如果不具备条件;等待直到完成功能后返回
非阻塞:当前如果不具备完成条件;则立即返回。

pid_waitpid(pid_t pid ,int  *status,int options)pid:		-1	:等待任意进程子进程		>0:等待指定子进程status 用于获取子进程的退出码;不关注置空即可options:0   阻塞等待子进程退出WNOHANG 将waitpid设置为非阻塞
返回值:>0:退出的子进程pid  ==0:当前没有子进程退出 <0;出错

获取子进程status

wait和waitpid,都有一个status参数,该参数是一个输出型参数,由操作系统填充。 
如果传递NULL,表示不关心子进程的退出状态信息。 
否则,操作系统会根据该参数,将子进程的退出信息反馈给父进程

获取子进程返回值:statu格式

---低16位中的高8位存储子进程返回值
---低16位中的低8位中的高1位存储core dump标志;    低7位存储异常信号值

核心转储:程序异常退出时,保存程序运行信息,便于调式。
获取返回值

status&0x7f==0-----程序正常退出,没有异常信号
(status>>8)&0xff-------取返回值

异常退出信号值为0------表示子进程正常退出;否则是异常退出,返回值没有判断意义

If((statu & 0x7f)==0){Printf(“child exit code : %d\n”,(statu >> 8) & 0xff);
}

程序替换

替换一个进程所正在运行的程序--------重新加载其他程序到内存,重新映射虚拟地址空间与内存的映射位置到新的程序地址上;(代码段修改映射位置,数据段重新初始化)
进程重新从main函数开始调度运行

重新更新页表信息,映射地址信息
更改程序计数器到main函数的起始位置,重新开始执行

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替换函数
六种替换函数
int execl(const char *path, const char *arg, …);
int execlp(const char *file, const char *arg, …);
int execle(const char *path, const char *arg, …,char *const envp[]);
int execv(const char *path, char *const argv[]);
int execvp(const char *file, char *const argv[])
int execve(const char *path, char *const argv[], char *const envp[]);
这些函数原型看起来很容易混,但只要掌握了规律就很好记。

l(list) : 表示参数采用列表 
v(vector) : 参数用数组 
p(path) : 有p自动搜索环境变量PATH 
e(env) : 表示自己维护环境变量 

l和v的区别:传参的区别

l是程序运行参数使用函数的实参平铺的形式赋予					execl(ls ,ls ,-l  -a ,NULL)
v是程序运行参数使用字符串指针数组赋予	
argv[0]=ls	 argv[1]=-1  execl(ls , argv)

带p和不带p区别:

带p:程序名称可以不带路径,直接区PATH环境变量所制定的路径下找程序Execlp(ls , …)
不带p:程序名称必须带路径		
execl(/bin/ls)

带e和不带e的区别:

带e:	给进程自定义环境变量	env[0]=”myenv=100”execle(ls , ……, NULL,env)
不带e: 继承原有默认的环境变量。
Execl(ls ,…);

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hello ~~bite~~!!本来要被父子进程都打印一遍,一共打印两遍,现在只被打印一遍,因为子进程被程序替换

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