程序和进程，产生进程，销毁进程

Posted 2021-10-27 Respect@

程序和进程

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程序和进程

我们经常谈论程序，实际上就是一堆指令和数据的集合，这个集合反映在了一个静态可执行文件和相关的配置文件等，而进程是什么呢？
  操作系统可以运行多个程序，那他是如何运行的？实际上，CPU的执行是很快的，而待运行的程序很多，那么为了让操作系统运行多个程序，CPU会把它的执行时间划分成很多段，比如每一段是0.1秒，那么就可以这样A程序运行0.1秒，然后B程序运行0.1，然后C程序运行0.2秒，因为这个切换很快，所以我们感觉程序是同时运行的。

从操作系统上看上面提到的运行程序就是指一个进程，因为存在切换，所以进程管理了很多资源（如打开的文件、挂起的信号、进程状态、内存地址空间等等），也就是说进程参与了CPU的调度，和管理了所有资源，哦，这句话，不是很正确，实际上现代CPU的执行非常非常快，而且操作系统有多个CPU，使用一个进程参与调度时，频繁地从CPU的寄存器和进程堆栈的保存运行状态和对应的信息都很耗时，所以现代CPU将进程仅仅作为一个资源管理的东东，而引入了线程作为CPU调度的基本单位，多个线程可以共享同一进程的所有资源（后面会讲线程）。
  注意，程序并不是进程，实际上两个或多个进程不仅有可能执行同一程序，而且还有可能共享地址空间等资源。   Linux内核通过一个被称为进程描述符的task_struct结构体来管理进程，这个结构体包含了一个进程所需的所有信息。它定义在include/linux/sched.h文件中。

产生进程

创建进程很简单，直接调用fork函数：
#include <unistd.h>
pid_t fork(void);
创建进程用法举例：

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main(){
    pid_t fpid;//fpid表示fork函数返回的值
    int count=0;
    fpid=fork();
    if (fpid < 0)
        printf("error in fork!");
    else if (fpid == 0) {
        printf("i am the child process, my process id is %d\\n",getpid());
        printf("I’m children\\n");
        count +=2;
    }else {
        printf("i am the parent process, my process id is %d/n",getpid());
        printf("I’m parent.\\n");
        count++;
    }
    printf("统计结果是: %d/n",count);
    return 0;
}

调用fork函数后，会创建一个子进程，并且父子两个进程都从fork处执行，fork函数有两个返回值，对于父进程会返回子进程的pid，此时pid会大于0，对于子进程来说，pid会等于0。

但是，我们上一节说过进程是内核调度资源的基本单位，那父子进程管理的资源有什么关系呢？   传统的linux操作系统以统一的方式对待所有的进程：子进程复制父进程所拥有的所有资源，这种方法使得创建进程非常非常非常慢，因为子进程需要拷贝父进程的所有的地址空间，那现代的操作系统，是如何处理的呢？主要有以下三种方式：
• 写时复制
• 轻量级进程允许父子进程共享每进程在内核的很多数据结构，比如地址空间、打开文件表和信号处理。
• vfork系统调用创建的进程能共享其父进程的内存地址空间，为了防止父进程重写子进程需要的数据，阻塞父进程的执行，一直到子进程退出为止。

销毁进程

exit - 终止正在执行的进程
#include <stdlib.h>
void exit(int status);
DESCRIPTION
The exit() function causes normal process termination and the value of status & 0377 is returned to the parent (see wait(2)).

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

int main(){
    pid_t fpid;//fpid表示fork函数返回的值
    int count=0;
    int status = 0;

    fpid=fork();
    if (fpid < 0)
        printf("error in fork!\\n");
    else if (fpid == 0) {
        printf("i am the child process, my process id is %d\\n",getpid());
        printf("I’m children\\n");
        count +=2;
        exit(-10);
    }else {
        printf("i am the parent process, my process id is %d\\n",getpid());
        printf("I’m parent.\\n");
        count++;
    }
    printf("统计结果是: %d\\n",count);
    //父进程捕捉子进程的状态
    wait(&status);
    printf("parent: status: %d\\n", WEXITSTATUS(status));
    return 0;
}