2.3-2.5 进程创建+虚拟地址空间+GDB多进程调试

Posted 2023-03-30 Luck66Max

1.进程创建

/*
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
*/
pid_t fork(void);
函数的作用：用于创建子进程。
返回值：
fork()的返回值会返回两次。一次是在父进程中，一次是在子进程中。
在父进程中返回创建的子进程的ID,
在子进程中返回0
如何区分父进程和子进程：通过fork的返回值。
在父进程中返回-1，表示创建子进程失败，并且设置errno

fork.c

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>

int main() 

    int num = 10;

    // 创建子进程
    pid_t pid = fork();

    // 判断是父进程还是子进程
    if(pid > 0) 
        // printf("pid : %d\\n", pid);
        // 如果大于0，返回的是创建的子进程的进程号，当前是父进程
        printf("i am parent process, pid : %d, ppid : %d\\n", getpid(), getppid());

        printf("parent num : %d\\n", num);
        num += 10;
        printf("parent num += 10 : %d\\n", num);


     else if(pid == 0) 
        // 当前是子进程
        printf("i am child process, pid : %d, ppid : %d\\n", getpid(),getppid());
       
        printf("child num : %d\\n", num);
        num += 100;
        printf("child num += 100 : %d\\n", num);
    

    // for循环
    for(int i = 0; i < 3; i++) 
        printf("i : %d , pid : %d\\n", i , getpid());
        sleep(1);
    

    return 0;

2.父子进程虚拟地址空间情况

父子进程执行的代码块是哪些

父进程和子进程的代码都是一样的，只是根据栈空间的返回值来判断执行哪个代码块
比如父进程的栈空间的pid>0，而子进程的栈空间的pid=0
父子进程各自栈空间的num互不影响

读时共享、写时拷贝

实际上，更准确来说，Linux 的 fork() 使用是通过写时拷贝 (copy- on-write) 实现。
写时拷贝是一种可以推迟甚至避免拷贝数据的技术。
内核此时并不复制整个进程的地址空间，而是让父子进程共享同一个地址空间。
只有在需要写入的时候才会复制地址空间，从而使各个进程拥有各自的地址空间。
也就是说，资源的复制是在需要写入的时候才会进行，在此之前，只有以只读方式共享。
注意：fork之后父子进程共享文件，
fork产生的子进程与父进程相同的文件文件描述符指向相同的文件表，引用计数增加，共享文件偏移指针。

读时共享

写时拷贝

3.父子进程关系及GDB多进程调试

    父子进程之间的关系：
    区别：
        1.fork()函数的返回值不同
            父进程中: >0 返回的子进程的ID
            子进程中: =0
        2.pcb中的一些数据
            当前的进程的id pid
            当前的进程的父进程的id ppid
            信号集

    共同点：
        某些状态下：子进程刚被创建出来，还没有执行任何的写数据的操作
            - 用户区的数据
            - 文件描述符表
            【注意：fork之后父子进程共享文件，

				fork产生的子进程与父进程相同的文件文件描述符指向相同的文件表，引用计数增加，共享文件偏移指针。】

    父子进程对变量是不是共享的？
        - 刚开始的时候，是一样的，共享的。如果修改了数据，不共享了。
        - 读时共享（子进程被创建，两个进程没有做任何的写的操作），写时拷贝。
        【无法用变量进行进程通信，因为互不影响】

hello.c

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main() 

    printf("begin\\n");

    if(fork() > 0) 

        printf("我是父进程：pid = %d, ppid = %d\\n", getpid(), getppid());

        int i;
        for(i = 0; i < 10; i++) 
            printf("i = %d\\n", i);
            sleep(1);
        

     else 

        printf("我是子进程：pid = %d, ppid = %d\\n", getpid(), getppid());
        
        int j;
        for(j = 0; j < 10; j++) 
            printf("j = %d\\n", j);
            sleep(1);
        

    

    return 0;

gdb 8.0的版本多线程调试可能有bug
gdb 7.11.1 /Ubuntu·16.5的版本正常

多进程调试命令

# 使其他进程挂起
(gdb)set detach-on-fork off
# 查看当前正在调试的进程（前面带*的）
(gdb)info inferiors
# 切换当前调试的进程
(gdb)inferior id
# 切换之后继续调试，需要用命令c
(gdb)c
# 使进程脱离gdb调试，脱离之后就可以自动执行完成
(gdb)detach inferiors id

两个为父子进程，不同的pid