Linux编程_进程

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ps命令

进程标识符

进程的产生

多进程小案例 

进程的消亡和释放

 

ps命令

　　ps命令用来查看进程相关信息，相关知识这里有介绍 https://www.cnblogs.com/Xiaoxiaogroup/p/14117133.html

进程标识符

　　（1）ps命令显示的PID字段就是进程标识符。

　　（2）进程标识符的类型为pid_t，该类型占位一般是有符号的16位整型数，大概有3万多个进程号。

　　（3）进程标识号是顺次向下使用，即使之前被杀死的进程，其进程号也不再重复使用。

　　（4）获取当前进程的进程号，使用函数getpid()。

　　（5）获取当前进程的父进程进程号，使用函数getppid()。

进程的产生

　　在学习多进程时，fork函数一定要理解透彻，理解父进程和子进程的关系才更深刻。

　　fork函数原型，如下图。

　　在当前进程中，使用fork函数创建子进程。

　　fork函数的功能是复制[duplicating]一个新进程。这里对复制这个关键字要注意，复制意味着复制的进程和原来的进程一样，包括程序执行的位置也是一样。

　　但是也有一些区别，复制出来的进程和原来的进程之间的区别，如：fork的返回值不同，父子进程的pid不同，ppid也不同。

　　未决信号和文件锁不继承。资源利用量清0（父进程使用了大量资源，子进程清0）。

　　这里还要注意一个进程init进程，init进程是所有进程的祖先进程，其进程号为1。

 　　这里通过几个程序来了解fork函数的使用。

　　fork函数的返回值，fork函数执行一次，返回两个结果。

　　如果创建成功，父进程中返回值为子进程的PID，子进程中返回值为0，父子进程返回的pid是不同的。

　　如果创建失败，父进程中返回值为-1，子进程不会被创建。

　　fork语句下面一定是分支语句，用来确定是父进程或子进程。

　　程序执行结果。Begin一定是被打印一次，End分别被父进程和子进程各打印一次。

　　这里需要强调，父进程和子进程谁先被调用取决于调度器的调度策略。

　　如果想要子进程先被调用，最简单的方法是使用sleep函数让父进程睡眠一会。

　　下面的运行结果是子进程先运行，将父进程睡眠了一会。

　　使用ps axf 可以查看进程之间的关系，进程之间的阶梯状关系。

　　当前shell创建了，process1进程，process1创建了子进程。

　　进程实例2，代码如下。

　　这里将fflush这行语句注释掉。

　　使用下面的方式执行。

　　可以看出Begin!该语句执行了2次。产生这个现象的根本原因是什么？

　　在fork之前，fflush(NULL)刷新所有成功打开的流。终端是标准的输出设备，标准的输出设备默认是行缓冲模式\n可以刷新缓冲区。文件默认是全缓冲模式\n并不代表刷新缓冲区，代表换行。

　　fork案例，筛选质数。

　　单进程实现计算30000000---30000200之间的质数个数。使用宏定义数据区间。

　　程序输出结果，可以看出计算的结果是顺序输出，结果是从小到大排列的。。

　　查看程序所用的时间。

　　time ./primer > /dev/null

　　现在将当前程序改为多进程进行处理。

　　程序代码，父进程的工作是产生200个整数，fork出200个子进程。fork出来的每一个子进程的任务是进行判断整数是否为质数。

　　这里要注意，在子进程将任务执行完成后，需要将子进程退出，否则子进程将会产生新的子进程。

　　程序的输出结果，此时程序输出的结果是无序的。

 

　　使用 time，测试程序的执行时间。time ./primer1 > /dev/null

　　接下来做的操作是让父进程先退出。此时子进程的状态为S，可中断的睡眠态，子进程的父进程为init。

　　子进程为僵死态，一个僵尸态占用的资源很少，就是一个结构体，但是此时一个资源（pid)被占用。

　　父进程创建子进程，父进程需要收尸子进程。如果父进程先结束，子进程还在执行，那么子进程马上变成了孤儿进程，被init接管，最后由init来收尸。

　　所以在编程中需要注意，谁申请，谁释放，谁打开，谁关闭的原则。

进程的消亡及释放资源。

　　进程回收主要涉及到wait和waitpid两个函数，等待进程的状态发生变化（wait for process to change state）。

　　wait函数需要的参数是一个整型的地址，这里是将子进程收尸的状态放入到一个变量中。

　　这里需要给其一个整型的地址空间。

　　返回值，成功返回终止的子进程的id号，失败返回-1。

　　这里的参数可以为NULL。整型值提供一些宏来给我们检测当前进程的退出状态.

　　WIFEXITED 如果当前进程是正常终止，宏返回值为真。有5条正常终止，3条异常终止。exit _exit进程正常退出。

　　WEXITSTATUS 进程正常退出的状态，返回进程正常退出的退出码，这个宏使用前提得保证进程正常退出，打印正常退出的状态码。

　　WIFSIGNALED 如果当前子进程是一个信号终止的，这个宏返回值为真。

　　WTERMSIG 这个宏可以打印打断进程的信号值。

　　以上都是使用宏对整型值的状态进行检测，很多宏都是嵌套使用的。

　　wait是没有指向的，没有指定收尸要收谁。

　　pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);

　　waitpid好用的地方是options，它会一直等。

　　WNOHANG 有了这个选项，将waitpid由阻塞变成了非阻塞。

　　一个进程正常运行时，你要收尸无法收，该进程正在使用资源。

　　waitpid的pid的值可以大于0，要收尸的子进程指定的。为0，收同组中任何的子进程。为-1，收任何一个子进程不是同组的也可以。<-1，进程组的任何一个进程。

 　　wait一定是阻塞的，waitpid可以不阻塞。

　　将我们的程序添加一个wait操作。

 

　　交叉分配法实现子进程完成任务。创建三个子进程完成200个待计算数的任务。

　　程序执行结果。