【Linux系统编程】——进程控制

目录

进程控制
1、进程标识
2、函数fork
3、函数exit
4、函数wait和waitpid
5、函数waitid
6、wait3和wait4
7、竞争条件
8、函数exec
9、函数system

进程控制

1、进程标识

• 若要对进行相关操作时，那么需要获取相关进程的标识信息。一般情况下，获取本身的pid即可

pid_t getpid(void);  //返回进程的进程ID
pid_t getppid(void);  //返回父进程id

2、函数fork

pid_t fork(void);    //返回值：子进程返回0，父进程返回子进程ID，若出错，返回-1

• 调用fork，系统会为调用者创建一个子进程，该子进程会复制其父进程的所有内容（对于一些指针，空间管理时应当注意这一点）。子进程与父进程对空间的分配策略为“写时复制”，即当不对父进程空间内容进行修改，父与子共享该块空间，当双方中的任何一方对内容进行修改，则重新拷贝一份到自己的空间中进行修改。

3、函数exit

• 调用exit，函数则会停止执行，并调用终止处理程序(关于终止处理程序，也是Linux提供的函数，当函数结束时，可进行执行)。

4、函数wait和waitpid

#include<sys/wait.h>
pid_t wait(int *statloc); //statloc会存放子进程的终止状态信息。
pid_t waitpid(pid_t pid,int *statloc,int options);
//若成功返回进程ID，若出错，返回0或-1

• 这两个函数，主要针对子进程与父进程之间的生命周期不同而产生问题的解决。
• wait会使调用者阻塞（父进程），直到其子进程结束。当父进程有多个子进程进行等待，那么只要有一个子进程返回则会响应
• waitpid相对于wait功能更加丰富,可以通过参数来进行设置

  • 关于pid的设置
    pid==-1----> 等待任一子进程
pid>0------> 等待进程ID与pid相等的子进程
pid==0-----> 等待ID等于调用进程组ID的任一子进程
pid<-1-----> 等待组ID等于pid绝对值的任一子进程

  • 关于options的设置
    WNOHANG----> 若由pid指定的子进程并不是立即可用的，则waitpid不阻塞，此时其返回值为0

5、函数waitid

#include<sys/wait.h>
int waitid(idtype idtype, id_t id,siginfo_t *inforp,int options);
//返回值：若成功，返回0；若出错，返回-1；

• waitid相对之前的两个函数，又提供了对子进程等待的自定义操作。

  • idtype的设置
    P_PID -----> 等待一特定进程(id)
P_PGID -----> 等待特定进程组(id)的任一子进程
P_ALL ------> 等待任一子进程：忽略id

  • options参数，该参数可以进行位或运算
    WCONTINUED ----> 等待一进程，它以前曾被停止，此后又继续，但其状态尚未报告
WEXITED -------> 等待已退出的进程
WNOHANG -------> 如无可用的子进程退出状态，立即返回而非阻塞
WNOWAIT -------> 不破坏子进程退出状态，该子进程退出状态可由后续的wait、waitid等调用取得
WSTOPPED ------> 等待一进程，它已经停止，但其状态尚未报告

  • WCONTINUED，WEXITED，WSTOPPED三者之一必须被指定。

6、wait3和wait4

• 这两个函数的则是接收子进程结束信息时，对其使用资源进行统计。

7、竞争条件

• 父进程创建子进程，如果父子进程需要协同工作时，就需要注意相关的竞争条件，这种情况就类似多线程的资源安全问题，那么就需要对父进程和子进程的执行上设置条件，一种方法是轮询等待。但是针对这种进程中的共享资源或是协同工作的问题，文中建议使用信号量来进行操作。

8、函数exec

• 父进程调用fork可以开辟一个子进程，一般情况下子进程会共享父进程空间。Linux提供了exec函数用于在子进程中允许其他函数，使得子进程空间被替换成指定"进程"得空间。

#include<unistd.h>
int execl(const char *pathname,const char *arg0,....);
int execv(const char *pathname,char *const argv[]);
int execlp(const char *filename,const char *arg0,...);
int execvp(const char *filename,char *const argv[]);
//filename：文件名
//pathname:路径名
//arg0：参数0，多个参数下，可以一一设置
//argv[]:将参数形成字符串进行传递

• 以上函数不能在父进程空间中直接开辟，而是要通过先开辟一个子进程，在子进程中进行调用。

#include<unistd.h>
#include<sys/wait.h>
int main(){
	pid_t pid;
	if((pid = fork())<0){
		perro("fork erro\n");
	}else if(pid == 0){
		if(execl(...,...)<0){
			perro("ececl erro\n");
		}
	}
}

• 在子进程中创建一个新的程序，新进程会继承父进程得相关进程信息，若在使用中需要请自行查阅手册。

9、函数system

• 在函数如果要执行命令，则调用system即可。实际上system执行命令(实际上也是程序)时，也是利用得开辟子进程得方式，来实现命令的执行

#include<stdlib.h>
int system(const char *cmdstring);

• 关于system的具体实现

#include<sys/waith>
#include<errno.h>
#include<unistd.h>
int system(const char *cmdstring){
	pid_t pid;
	int status;
	if(cmdstring == NULL)
		return 1;
	if((pid==fork())<0){
		status = -1;
	}else if(pid==0){
		execl(...,...);
		_exit(127);
	}else{
//父进程在这里进行了简单安全性的检测
		while(waitpid(pid,&status,0)<0){
			if(errno!=ENTER){
				status = -1;
				break;
			}
		}
	}
}

• ps:以上是博主认为在开发过程中一般会使用到的函数，遂收集整理。若有不足，请网友留言指正。