进程控制详解

Posted 2021-12-03 KD大毛

进程控制

• 进程创建
• • fork函数初识
  • fork返回值
  • 写实拷贝
  • fork的常规用法
  • fork调用失败的原因
• 进程终止
• • 进程退出场景
  • 进程常见退出方法
  • • _exit函数
    • exit函数
    • exit与_exit的区别
    • return退出

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进程创建

fork函数初识

在linux中fork函数时非常重要的函数，它从已存在进程中创建一个新进程。新进程为子进程，而原进程为父进程

#include <unistd.h>
pid_t fork(void);//返回值：自进程中返回0，父进程返回子进程ID，出现错误返回-1;

进程调用fork，当控制转移到内核中的fork代码后，内核做：
1、分配新的内存块和内核数据结构给子进程
2、将父进程部分数据结构内容拷贝至子进程
3、添加子进程到系统进程列表当中
4、fork返回，开始调度器调度
进程调用fork相当于把父进程拷被了一份给子进程
当一个进程调用fork之后，就有两个二进制代码相同的进程。而且它们都运行到相同的地方。但每个进程都将可以开始它们自己的旅程

int main( void )
{
   pid_t pid;
   printf("Before: pid is %d\\n", getpid());
   if ( (pid=fork()) == -1 )perror("fork()"),exit(1);
   printf("After:pid is %d, fork return %d\\n", getpid(), pid);
 sleep(1);
   return 0;
} 

运行结果：
[root@localhost linux]# ./a.out
Before: pid is 43676
After:pid is 43676, fork return 43677
After:pid is 43677, fork return 0
fork之前父进程独立执行，fork之后，父子两个执行流分别执行。注意，fork之后，谁先执行完全由调度器决定

fork返回值

子进程返回0；
父进程返回子进程的ID；

写实拷贝

通常，父子代码共享，父子再不写入时，数据也是共享的，当任意一方试图写入，便以写时拷贝的方式各自一份副本。
写实拷贝就是如果子进程只是对父进程的数据进行读取操作，那么子进程用的就是父进程的数据。如果子进程需要对某数据进行修改，那么在修改前，子进程才会拷贝出需要修改的这份数据，对这份备份进行修改。这就满足了父子进程的数据相互独立，互不影响的要求。这么做的初衷也是为了节省内存。因此创建子进程只是将原父进程的pcb拷贝了一份。父子进程的pcb全部指向的是父进程原本就有的数据，如果子进程里对数据进行了修改，那么子进程的pcb里指向 被修改的数据的指针会指向一个自己新开辟的内存，新开辟的内存里将父进程的数据拷贝过来，然后再进行修改。这就是写时拷贝技术，顾名思义，只在写的时候才拷贝的技术。

fork的常规用法

当一个进程需要同时执行两种不同的工作或代码，这时候就要用到fork来创建一个新的子进程帮助完成两种不同的工作，或者配合着exec完成有危险性的工作（程序崩溃等）；

fork调用失败的原因

1、系统中有太多的进程；
2、实际的用户进程数超过了限制；

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进程终止

进程退出场景

代码运行完成，结果正确；
代码运行完成，结果不正确；
代码异常终止；

进程常见退出方法

正常退出
从main函数返回；
调用exit()函数；（库函数）
_exit;(系统调用接口)
异常退出
ctrl+c（终止信号）

_exit函数

#include <unistd.h>
void _exit(int status);
//参数：status 定义了进程的终止状态，父进程通过wait来获取该值

_exit为系统调用

exit函数

#include <unistd.h>
void exit(int status);

exit为封装的库函数

exit与_exit的区别

exit最后也会调用exit, 但在调用exit之前，还做了其他工作：

1. 执行用户通过 atexit或on_exit定义的清理函数。
2. 关闭所有打开的流，所有的缓存数据均被写入
3. 调用_exit
   _exit让进程直接退出
   下面展示一些 内联代码片。

int main()
{
   printf("hello");
   exit(0);
}
运行结果:
[root@localhost linux]# ./a.out
hello[root@localhost linux]#
int main()
{
   printf("hello");
   _exit(0);
}
运行结果:
[root@localhost linux]# ./a.out
[root@localhost linux]#

return退出

return是一种更常见的退出进程方法。执行return n等同于执行exit(n),因为调用main的运行时函数会将main的返回值当做 exit的参数。

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