10进程控制1

Posted 2020-11-19 gd-luojialin

概念

程序：一个保存在磁盘中的文件，规定运行时要执行的代码和要完成的动作。

进程：把程序加载为内存中一段数据，程序的执行过程，具有产生，发展和消亡的过程

线程：unix的最小调度单位，一个进程可以有多个线程，共享进程ID，共享进程资源。

 

父子进程

进程采用树形结构管理，一个进程启动另一个进程时，被启动的进程就是子进程，原进程就是父进程。

fork()：复制了父进程的数据，堆栈段，进程环境。另外，各个子进程拥有自己的进程环境

init进程： 所有进程的父进程

进程状态

运行态： 分配到了CPU

就绪态： 等待CPU

睡眠态： 不能获取CPU，直到某事发生，进入就绪态

 

进程属性函数：

进程标识符 pid：进程的唯一ID号

pid_t   getpid()       获取进程id

pid_t   getppid()     获取父进程id

pid_t   getpgrp()     获取进程组id

进程用户标识号

uid_t  getuid()         返回进程的用户ID  （uid: 用户ID）

uid_t  geteuid()       返回进程的有效用户ID  (该进程有哪个权限)

gid_t  getgid()          返回进程的组ID

gid_t  getegid()       返回进程的有效组ID

chmod u+s uid_demo   ? 运行改程序的人，程序运行过程中，暂时拥有 文件属主 的用户权限

 

进程调用

创建新进程步骤

1、fork()  创建新进程，实现当前进程的复制

2.exec() 函数库修改创建的进程，创建进程的目的是为了运行新的程序，通过exec函数族修改子进程后，让子进程执行新的程序

 

创建新进程  pid_t fork()

<sys/types.h>

<unistd.h>

在父进程中，返回子进程PID， 子进程种返回0

例子

void testFork()

{

      pid_t pid=getpid();

      pid_t ppid=getppid();

      printf("Proc id:%d ",pid);

      printf("parent Proc:%d ",ppid);

      //创建进程

      pid_t pt=fork();

      //创建失败

      if(pt<0)

      {

           perror("fail fork");

      }

      //子进程

      else if(pt==0)

      {

            printf("this is  a  chinld produce!ID:%d ",getpid());

      }

      //父进程

      else

      {

           printf("this is  a  parent produce!ID:%d ",getpid());

      }

      printf("test")     

}

 

解析：

父子进程共享资源。当fork()使用后，后面的代码是父子进程都具备的。那么printf("test")将会输出两次。

fork()调用后，如果创建失败，即pt<0;

如果成功，首先启动父进程，即else

      {

           printf("this is  a  parent produce!ID:%d ",getpid());

      }

然后将会往下继续执行，printf("test")。。。。，直到exit()或_exit()或return或exec函数簇才会结束父进程。

当父进程结束后，才会执行子进程else if(pt==0)

      {

            printf("this is  a  chinld produce!ID:%d ",getpid());

      }

此时还会往下继续执行，因此资源是共享的。所以还会输出printf("test")；

 

 

因此fork会使子进程复制父进程所有资源，有点多余，可使用vfork()。

vfork()

有时候，创建子进程为了运行其他程序，不需要复制父进程的资源。

vfork  共享父子进程资源。调用后，父进程阻塞，直到子进程调用exec()  或 _exit();

注意：不能使用 return 返回，或者 exit() 退出！

 

区别：

exit   _exit  return

_exit() : 直接退出，不关闭文件，不清理I/O

exit():   终止进程前，关闭文件，清理I/O

return：释放句柄，变量，弹出函数调用桟，回到上一级函数

 

exit 和 return 退出前，会调用 atexit() 注册的回调函数

c++中， return 会调用局部对象的析构函数，exit, _exit不会

 

建议使用fork（），

写时拷贝机制 (copy-on-write  COW)

fork()  函数需要复制父进程的资源 (变量)

刚开始创建时候，并不复制相关资源

如果只是读取值的话，访问相同的物理内存

一旦进行写操作，则先复制资源，然后再写

 

例子：

string str1="hello world";

string str2=str1;

printf("str1 adrr :%p",str1.c_str());

printf("str2 adrr :%p",str2.c_str());

 

此时发现str1,str2的地址是一样的。即使str1,str2是两个不同的变量。

修改：

str1[0]=‘H‘;

printf("str1 adrr :%p",str1.c_str());

printf("str2 adrr :%p",str2.c_str());

这时str1,str2的地址就会变成不一样了。

 

这就是写时拷贝机制，只有当被修改的时候才进程拷贝。

 

 

函数簇

exec 函数簇。执行另一个程序作为原进程的子进程

int execl(const char* path, const char *arg, ...)

int execlp(const char* file, const char *arg, ...)

int execle(const char* path, const char *arg, ..., char *const envp[]);

 

int execv(const char* path, const char **argv)

int execvp(const char* file, const char **argv)

int execve(const char* path, const char **argv, char *const envp[])

 

解析：

execl：入参是可变参数列表(一级指针), 以 NULL 结束

execv:  入参是参数数组(二级指针)

p 后缀：搜索环境变量 PATH，寻找可执行文件

e 后缀：显式传递环境变量

 

注意：exec函数调用成功后，系统会把新程序的地址空间替代调用进程的地址空间，并装入新程序内容。

 

 

 

例子：

void testExec()

{

      pid_t pid=fork();

      if(pid==0)

      {

           printf("this is a child:%d",getpid());

           //第一参数需要完整的路径

execl("/bin/ls","ls",”-l”,NULL);  

//或者以下两句替代

//char *buf[128]={“ls”,”-ls”};

//execl("/bin/ls",buf ,NULL);    

           //只需要名称

execlp("ls","ls",”-l”,NULL); 

 

           printf("end");

      }

      else

      {

           printf("this is a parent:%d",getpid());

      }

}

 

解析：

exec函数簇的主要作用是跳转。

立即跳转到输出ls的列表。

execl("/bin/ls","ls",”-l”,NULL);    

并且往下的代码将不会执行。

printf("end");不会输出。

 

当然，也可以跳转到自拟其他程序。

execlp("./mian2","./main2",NULL);   

 

 

环境变量

 

方式一：

env 命令： 显示当前用户所有环境变量

export 命令： 修改或者显示当前用户所有环境变量

expote |grep:查询指定环境变量

unset命令 ：  删除某个环境变量  [  unset  AAA  ]

 

在终端直接使用命令：

设置环境变量：expoet  AA=”AAAAA”;

修改环境变量：expoet  AA=”BBBBBB”;

查询AA：expote |grep AA

删除AA：unset AA

 

 

方式二：

extern char **environ

UNIX系统中环境变量指针数组

例子：

//遍历出所有的环境变量

extern char ** environ;

char **p=environ;

      while(*p)

      {

           printf("%s ",*p);

           ++p;

      }

 

方式三：

头文件 <stdlib.h>

char* getenv(char *name)   

获取环境变量值，无则返回NULL

int    putenv(const char *expr) 

设置/修改环境变量, name=value, 

只传name则删除环境变量

例子：

      //设置环境变量

putenv("ABC=hello world");

      pid_t pid=fork();

      if(pid==0)

      {

           printf("this is child,ABC=%s ",getenv("ABC"));

      }

      else

      {

           printf("this is parent,ABC=%s ",getenv("ABC"));

           usleep(500);

      }

      //删除环境变量

      putenv("ABC");

      printf("ABC=%s ",getenv("ABC"));