进程（day09）

进程的管理
一、进程的基础
进程和程序的区别
每个进程有自己的pid、PCB
操作系统上运行的所有进程构成一颗树。
如何查看这颗树？
pstree(1)
树根进程是init   pid是 1

进程间的亲缘关系两种  父子关系   兄弟关系

使用top(1)命令观察进程的状态
使用ps(1)命令也可以查看进程。

二、进程的创建
父进程创建子进程

父进程如何去创建子进程？
父进程调用fork(2),创建新的子进程。
#include <unistd.h>
pid_t fork(void);
功能：创建一个子进程
参数：
void：
返回值：
在父进程中  -1   错误  errno被设置
成功   在父进程中  子进程的pid被返回
       在子进程中   0 被返回

写时复制技术

举例说明  使用fork(2)，创建新的子进程
代码参见   fork.c

三、进程的退出
1、注意return和exit(3)的区别
return只是从函数返回。结束函数的生命周期。
exit(3)结束进程的生命周期

exit(3)
#include <stdlib.h>
void exit(int status);
功能：使进程正常终止
参数：
status：指定进程的退出状态码。
返回值：
返回这个值 status & 0377给父进程
举例说明   exit(3)的使用
代码参见  exit.c

目前，在bash下执行的程序，这个进程的父进程是bash。

2、可以使用atexit(3)或者on_exit(3)向进程注册函数，在进程退出的时候调用这写注册的函数。
从main函数中返回的时候，进程结束了吗？
进程没有结束。

atexit(3)
#include <stdlib.h>
int atexit(void (*function)(void));
功能：向进程注册函数，在进程退出的时候被调用
参数：
function：指定遗言函数

返回值：
0  成功
非0  失败

注意：
1、同一个函数注册一次就被调用一次，注册多次就被调用多次。
2、函数注册的顺序和调用的顺序相反
3、注册的遗言函数被子进程继承

void (*function)(void)

举例说明   使用atexit向进程注册遗言函数 
代码参见  atexit.c

on_exit(3)
#include <stdlib.h>
int on_exit(void (*function)(int , void *), void *arg);
功能：注册一个函数在进程终止的时候被调用
参数：
function：指定了遗言函数的名字
arg：指定了function函数的第二个参数，function的第一个参数是exit(3) 的退出状态码。

返回值：
0   成功
非0   失败

void (*function)(int , void *)

举例说明    使用on_exit(3)注册遗言函数
代码参见  on_exit.c

_exit(2)

父进程创建子进程，然后父进程马上退出，子进程还没有终止的情况下，子进程过继给init进程。这些子进程被称为孤儿进程。

演示孤儿进程的现象
代码参见alone.c

四、进程资源的回收
在进程终止的时候，会向父进程发送SIGCHLD信号，父进程收到这个信号以后，调用wait(2)家族的函数，去回收子进程的资源。

在父进程还没有回收子进程的资源的时候，这时候，子进程处于僵尸状态。这时候的子进程称为僵尸进程。

举例说明僵尸进程       代码参见zomble.c

wait(2)
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
pid_t wait(int *status);
功能：等待进程状态的改变
参数：
status：如果不为空，存储子进程的信息。
这个整数可以使用宏来检测。
WIFEXITED(status)  如果子进程正常终止，返回true。
WEXITSTATUS(status) 返回子进程的退出状态码。只有在上边的宏返回真的时候，被使用
WIFSIGNALED(status)  如果子进程被信号终止，那么返回true
WTERMSIG(status)    只有在上边的宏为真的情况下使用。返回的是使子进程终止的信号编号。

返回值：
-1  错误
返回终止的子进程的pid。

举例说明  使用wait(2)回收子进程的资源。
代码参见  wait.c

补充：
如何给进程发送信号，终止进程？
kill  -信号编号   pid

信号编号  2 3 9

pid_t waitpid(pid_t  pid,  int  *status, int options);
功能：等待子进程状态的改变
参数：
pid：指定了要等待的子进程的pid。
<-1: 等待任意子进程，子进程的组id等于pid的绝对值。
-1:等待任意子进程
0 :等待任意子进程，这写子进程的组id等于当前进程组id。
>0:pid指定了要等待的子进程pid。


status：如果不为空，存储子进程的信息。
options：可以改变是否等待子进程的终止。
WNOHANG：如果没有子进程退出，立即返回。
0    如果没有子进程退出，阻塞等待子进程退出。

返回值：
成功  返回子进程的pid
错误  -1  
如果WNOHANG被指定 。0    代表等待的所有子进程都没有终止。

wait(&s)===waitpid(-1,&s,0)
进程组中有1个或更多个进程。一般情况下子进程和父进程属于同进程组。

总结：
一、进程的基础
pstree  ps   top
二、进程的创建   fork(2)

三、进程的退出
exit  _exit   atexit on_exit
孤儿进程

四、回收子进程的资源

wait  waitpid

僵尸进程