【Linux进程】查看进程fork创建进程

前言

1. 查看进程

2. 通过系统调用创建进程-fork初识

总结

前言

你有没有想过在使用Linux操作系统时，后台运行的程序是如何管理的？在Linux中，进程是一个非常重要的概念。本文将介绍如何查看当前运行的进程，并且讨论如何使用fork创建新的进程。通过了解这些内容，你将更好地理解Linux系统中的进程管理。

在这里插入图片描述

1. 查看进程

在理解进程状态之前，我们要先学会查看进程，进程的信息可以通过 /proc 系统文件夹查看

 ls /proc

可以看到有很多以数字命名的文件夹，这些数字其实就是进程的PID：

进行实验的代码：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include<sys/types.h>int main(){pid_t id = getpid();pid_t fid = getppid();while(1){printf("Hello world! pid: %d ppid: %d\n",id,fid);                                                  sleep(1);}return 0;}

指令：

 ls /proc/【PID】 -ld

进一步查看进程详细信息：

ls /proc/【PID】 -l

里边的文件都是进程的属性，这里有两个显眼的属性cwd和exe

exe：进程可执行程序在磁盘中对应的位置
cwd（current working directory）：进程的当前工作目录

进程在运行时，它的可执行程序会被加载到内存当中，在进程运行的情况下我们依然可以删除它的可执行程序。删除之后再次查看运行中进程属性就会发现exe属性被标红且高亮闪烁

在C语言中我们对文件进行操作：

fopen("file.txt" , " w");

这里也解释了，在没有这个文件时为什么会默认在程序的当前目录下创建。因为那是进程的工作目录；我们也可以通过修改进程工作目录的方式，改变创建文件的默认路径。

我们可以调用chdir这个系统调用接口来改变进程的工作目录，以下时chdir的相关说明文档：

使用时直接指定新路径即可，成功返回0，失败返回-1.

实验代码：

int main()
{printf("self pid: %d\n", getpid());chdir("/home/test");FILE *fp = fopen("test.txt", "w");if(fp == NULL) return 1;fclose(fp);printf("新建文件完成\n");sleep(50); //50秒后结束运行，预留充足实际去查询进程}

在程序运行结束之前，查看进程的属性时发现，进程的工作目录被修改为了：/home/test

程序运行结束之后发现test.txt文件出现在/home/test目录下。

2. 通过系统调用创建进程-fork初识

查看fork操作手册：

man fork

退出时输入q即可

man指令前边文章提到过，查看命令手册页的命令，在面对一个新的指令或者未知的指令我们都可以使用man查看，面对一些系统调用接口时也可以使用。

在查看时说明文档或许很长，我们如果是需要快速上手使用，可以主要看3部分：

synopsis （所属头文件、返回值类型）
description（接口基本功能）
return value （具体返回值）

fork基本信息：

作用：创建一个子进程，
返回类型：pid_t
返回值：创建成功返回子进程的PID给父进程，返回0给子进程，失败返回-1给父进程

我们可以实验一下：

实验代码：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include<sys/types.h>int main()
{printf("before fork: I am a prcess, pid: %d, ppid: %d\n", getpid(), getppid());pid_t id = fork();printf("after fork: I am a prcess, pid: %d, ppid: %d, return id: %d\n", getpid(), getppid(), id);                                      sleep(2);return 0;
}

运行结果：

fork之后，运行了两次，原进程和子进程，fork之后代码共享，子进程会继承父进程大部分属性，子进程从fork之后执行。

原进程的父进程12333是谁？其实是bash命令行解释器。

指令查看：

 ps ajx | grep pid

为什么父进程返回子进程PID，子进程返回0 ?

父进程与子进程的关系是1：n的关系，子进程有有唯一的父进程，而父进程为了辨别每个子进程就需要通过进程唯一的标识PID。

fork函数为什么会返回两次？

fork函数功能是创建一个新的进程(子进程），子进程会继承父进程大部分属性，父进程调用fork函数执行到return时，子进程已经被创建，此时子进程继承了父进程状态，也是执行到return位置，父进程return一次，子进程return一次，所以它会执行两次。

id一个变量怎么可能同时大于0和等于0？

进程在设计之初就被要求相互独立，互不影响，下面是一个测试样例：

父进程和子进程一起执行，使用kill指令发送信号杀死父进程，子进程不受影响依然可以运行。

测试使用的指令：

while :; do ps ajx | head -1 && ps ajx | grep myprocess | grep -v grep; sleep 1; done

杀死进程：

kill -9 PID

主要在进程运行界面杀死进程不能用ctrl c（会同时终止两个进程）。

使用的代码

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include<sys/types.h>int main()
{printf("before fork: I am a prcess, pid: %d, ppid: %d\n", getpid(), getppid());sleep(5);printf("开始创建进程\n");sleep(1);pid_t id = fork();if(id < 0) return 1;else if(id == 0){// 子进程while(1){printf("after fork, 子进程: I am a prcess, pid: %d, ppid: %d, return id: %d\n", getpid(), getppid(), id);sleep(1);}}else{// 父进程while(1){printf("after fork, 父进程: I am a prcess, pid: %d, ppid: %d, return id: %d\n", getpid(), getppid(), id);sleep(1);}}sleep(2);return 0;
}

操作系统在设计进程之初就必须要考虑到进程相互独立这一点。

前边我们提到fork之后代码和数据共享，如果某一个进程修改了数据会不会对另一个进程造成影响？

不会，操作系统为了使进程互不影响，某个进程（父进程或子进程）在修改数据时，操作系统会进行写时拷贝，进程修改数据时OS会单独开一块空间将数据复制一份交给（修改的数据）进程，修改数据也就是对新拷贝的数据进行修改。Linux中可以用同一个变量名，表示不同的内存空间。