linux c 笔记 进程控制（一）

1.进程简述
　　　进程是一个动态的实体，操作系统资源分配的基本单位，每个进程都有一个非负整型的唯一进程 ID。因为进程 ID标识符总是唯一的,常将其用做其他标识符的一部分以保证其唯一性。
    1)进程标识:
    每个进程都有一个非负整型的唯一进程 ID。因为进程 ID标识符总是唯一的,常将其用做其他标识符的一部分以保证其唯一性。tmpnam 函数将进程 ID作为名字    的一部分创建一个唯一的路径名。
    有某些专用的进程:进程 ID 0是调度进程,常常被称为交换进程 ( swapper )。该进程并不执行任何磁盘上的程序—它是内核的一部分,因此也被称为系统进程。进程 ID 1通常是 init进程,在自举过程结束时由内核调用。该进程的程序文件在 UXIX的早期版本中是 / etc / init,在较新版本中是/ sbin / init。此进程负责在内核自举后起动一个 UNIX系统。init通常读与系统有关的初始化文件( / etc / rc * 文件),并将系统引导到一个状态 (例如多用户)。init进程决不会终止。它是一个普通的用户进程 (与交换进程不同,它不是内核中的系统进程 ),但是它以超级用户特权运行。在某些U N I X的虚存实现中,进程ID 2 是页精灵进程( pagedaemon )。此进程负责支持虚存系统的请页操作。与交换进程一样,页精灵进程也是内核进程。

    除了进程I D,每个进程还有一些其他标识符。下列函数返回这些标识符。
    
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
pid_t getpid(void);　返回:调用进程的进程 ID
pid_t getppid(void);返回:调用进程的父进程 ID
uid_t getuid(void); 返回:调用进程的实际用户 ID
uid_t geteuid(void); 返回:调用进程的有效用户 ID
gid_t getgid(void); 返回:调用进程的实际组 ID
gid_t getegid(void); 返回:调用进程的有效组 ID


2.linux 的进程状态：
 1).运行状态　2).可中断等待状态　3).不可中断等待状态　4).僵死状态　5).停止状态

3.进程控制：
•  fork:用与创建一个新进程
• exit:用于终止进程
• exec:用于执行一个进程
• wait:将父程序挂起，等待子程序终止
• getpid:获取当前进程的进程ID
•  nice:改变进程的优先级

• 代码段：
由 CPU执行的机器指令部分。通常,代码段是可共享的 ，在存储器中也只需有一个副本,另外,代码段常常是只读的,以防止程序由于意外事故而修改其自身的指令，父子程序共享代码段，此外子进程还获得父进程数据堆，段栈的复制．
初始化数据段：
通常将此段称为数据段,它包含了程序中需赋初值的变量。例如, C程序中任何函数之外的说明:　　　int　maxcount = 99;　　　使此变量以初值存放在初始化数据段中。
• 非初始化数据段:
通常将此段称为 bss段,这一名称来源于早期汇编程序的一个操作符,意思是“block started by symbol(由符号开始的块)”,在程序开始执行之前,内核将此段初始化为0。函数外的说明: long   sum[1000] ;  使此变量存放在非初始化数据段中。
• 栈:
自动变量以及每次函数调用时所需保存的信息都存放在此段中。每次函数调用时,其返回地址、以及调用者的环境信息(例如某些机器寄存器)都存放在栈中。然后,新被调用的函数在栈上为其自动和临时变量分配存储空间。通过以这种方式使用栈, C函数可以递归调用。用于函数调用，保存函数的返回地址，函数的参数，函数内部定义的局部定量．，
• 堆:
通常在堆中进行动态存储分配。



4.创建进程
    1).fork函数
一个现存进程调用 fork函数是UNIX内核创建一个新进程的唯一方法 (这并不适用于前节提
及的交换进程、 init进程和页精灵进程。这些进程是由内核作为自举过程的一部分以特殊方式
创建的)。
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
pid_t fork(void);
返回:子进程中为 0,父进程中为子进程 ID,出错为- 1　(创建失败的原因在于父程序拥有的子程序的个数超过了规定的限制，error=EAGAIN ,若是可供使用的内存不足也会导致创建失败，此时error = ENOMEM )
     由fork创建的新进程被称为子进程( child process)。该函数被调用一次,但返回两次。两次返回的区别是子进程的返回值是 0,而父进程的返回值则是新子进程的进程 ID。将子进程 ID返回给父进程的理由是:因为一个进程的子进程可以多于一个,所以没有一个函数使一个进程可以获得其所有子进程的进程 ID。fork使子进程得到返回值 0的理由是:一个进程只会有一个父进程,所以子进程总是可以调用 getppid以获得其父进程的进程 ID (进程ID 0总是由交换进程使用,所以一个子进程的进程ID不可能为0 )。
     子进程和父进程继续执行 fork之后的指令。子进程是父进程的复制品。例如,子进程获得父进程数据空间、堆和栈的复制品。注意,这是子进程所拥有的拷贝。父、子进程并不共享这些存储空间部分。如果正文段是只读的,则父、子进程共享正文段 .
     现在很多的实现并不做一个父进程数据段和堆的完全
    1.子程序有自己唯一的ID
    2.fork的返回值不同，父进程返回子进程的ID ,子进程则为0
    3.不同的父进程ID．子进程的父进程ID为创建他的父进程ID.
    4.子进程共享父进程打开的文件描述符，但父进程对文字描述符的改变不会影响子进程中的文件描述符．
    5.子进程不继承父进程设置的文件锁
    6.子进程不继承父进程的设置的警告
    7.子进程的未决信号集被清空

    fork有两种用法:
    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。这在网络服务进程中是常见的——父进程等待委托者的服务请求。当这种请求到达时,父进程调用 fork,使子进程处理此请求。父进程则继续等待下一个服务请求。
 一个进程要执行一个不同的程序。这对 shell是常见的情况。在这种情况下,子进程在
从fork返回后立即调用exec 。
    某些操作系统将 (2)中的两个操作( fork之后执行 exec )组合成一个,并称其为 spawn。UNIX将这两个操作分开,因为在很多场合需要单独使用 fork,其后并不跟随 exec。另外,将这两个操作分开,使得子进程在 fork和exec之间可以更改自己的属性。例如 I/O重新定向、用户 ID、信号排列等。

 

 

vfork函数
　   vfork函数的调用序列和返回值与fork相同,但两者的语义不同。
    vfork用于创建一个新进程,而该新进程的目的是 e x e c一个新程序 。 vfork与fork一样都创建一个子进程,但是它并不将父进程的地址空间完全复制到子进程中,因为子进程会立即调用 exec (或exit），于是也就不会存访该地址空间。不过在子进程调用 exec或exit之前,它在父进程的空间中运行。这种工作方式在某些 U N I X的页式虚存实现中提高了效率
    vfork和fork之间的另一个区别是: vfork保证子进程先运行,在它调用 exec或exit之后父进程才可能被调度运行。(如果在调用这两个函数之前子进程依赖于父进程的进一步动作,则会导致死锁。)

　　　　所谓死锁： 是指两个或两个以上的进程在执行过程中，由于竞争资源或者由于彼此通信而造成的一种阻塞的现象，若无外力作用，它们都将无法推进下去。此时称系统处于死锁状态或系统产生了死锁，这些永远在互相等待的进程称为死锁进程。