進(jìn)程 · 全家桶

文章目錄

初見(jiàn)進(jìn)程，先查一下戶(hù)口

①進(jìn)程環(huán)境

②進(jìn)程狀態(tài)

③進(jìn)程原語(yǔ)

3.1、fork

進(jìn)程的產(chǎn)生方式：

3.2、exec族

3.3、wait/waitpid

來(lái)個(gè)聯(lián)系方式吧，進(jìn)程間通信

進(jìn)程間同步

家庭關(guān)系如何？（進(jìn)程間關(guān)系）

①進(jìn)程組

②會(huì)話

守護(hù)者

程序、進(jìn)程與線程的區(qū)分

初見(jiàn)進(jìn)程，先查一下戶(hù)口

別吃驚我為什么能有個(gè)圈圈的①，專(zhuān)用符號(hào)嘿嘿。

進(jìn)程控制塊PCB：就是進(jìn)程在操作系統(tǒng)中的“戶(hù)口”，具體實(shí)現(xiàn)是 task_struct數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)： 1.狀態(tài)信息，例如這個(gè)進(jìn)程處于可執(zhí)行狀態(tài)，休眠，掛起等。 2.性質(zhì)，由于unix有很多變種，進(jìn)程有自己獨(dú)特的性質(zhì)。 3.資源，資源的鏈接比如內(nèi)存，還有資源的限制和權(quán)限等。 4.組織，例如按照家族關(guān)系建立起來(lái)的樹(shù)（父進(jìn)程，子進(jìn)程等）。

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運(yùn)行狀態(tài)R（TASK_RUNNING） 可中斷睡眠狀態(tài)S（TASK_INTERRUPTIBLE） 不可中斷睡眠狀態(tài)D（TASK_UNINTERRUPTIBLE） 暫停狀態(tài)T（TASK_STOPPED或TASK_TRACED） 僵死狀態(tài)Z（EXIT_ZOMBIE） 退出狀態(tài)X(EXIT_DEAD)

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以上兩部分，了解即可

#include pid_t fork(void);

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功能：子進(jìn)程復(fù)制父進(jìn)程中的0~3g空間和PCB,但I(xiàn)D號(hào)不同。

fork調(diào)用一次返回兩次

父進(jìn)程中返回子進(jìn)程id (就是大于0的意思)

子進(jìn)程返回0

讀時(shí)共享寫(xiě)時(shí)復(fù)制，可保高效

與之相關(guān)函數(shù)：

#include #include pid_t getpid(void); //獲取進(jìn)程ID pid_t getppid(void); //獲取父進(jìn)程ID

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#include #include uid_t getuid(void);//返回實(shí)際用戶(hù)ID uid_t geteuid(void);//返回有效用戶(hù)ID

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進(jìn)程的產(chǎn)生有多種方式，但是追本溯源是相通的。

(1)復(fù)制父進(jìn)程的系統(tǒng)環(huán)境（放心，只要是你開(kāi)的進(jìn)程，肯定有父進(jìn)程） (2)在內(nèi)核中建立進(jìn)程結(jié)構(gòu) (3)將結(jié)構(gòu)插入到進(jìn)程列表，便于維護(hù) (4)分配資源給該進(jìn)程 (5)復(fù)制父進(jìn)程的內(nèi)存映射消息 (6)管理文件描述符和鏈接點(diǎn) (7)通知父進(jìn)程

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下面是一張進(jìn)程列表的圖，命令：pstree。

可以看到init是所有進(jìn)程的父進(jìn)程，其他進(jìn)程都是有init進(jìn)程直接或間接fork出來(lái)的。

為什么需要exec函數(shù)？

fork子進(jìn)程是為了執(zhí)行新程序（fork創(chuàng)建了子進(jìn)程后，子進(jìn)程和父進(jìn)程同時(shí)被OS調(diào)度執(zhí)行，因此子進(jìn)程可以單獨(dú)的執(zhí)行一個(gè)程序，這個(gè)程序宏觀上將會(huì)和父進(jìn)程程序同時(shí)進(jìn)行）

可以直接在子進(jìn)程的if中寫(xiě)入新程序打代碼。但這樣不夠靈活，因?yàn)槲覀冎荒馨炎舆M(jìn)程程序的源代碼貼過(guò)來(lái)執(zhí)行（必須知道源代碼，而且源代碼太長(zhǎng)了也不好控制）

使用exec族函數(shù)運(yùn)行新的可執(zhí)行程序。exec族函數(shù)可以直接把一個(gè)編譯好的可執(zhí)行程序直接加載運(yùn)行。

有了exec族函數(shù)后，典型打父子進(jìn)程程序是這樣的：子進(jìn)程需要運(yùn)行的程序被單獨(dú)編寫(xiě)、單獨(dú)編譯鏈接成一個(gè)可執(zhí)行程序(hello)。主進(jìn)程為父進(jìn)程，fork創(chuàng)建了子進(jìn)程后在子進(jìn)程中exec來(lái)執(zhí)行hello，達(dá)到父子進(jìn)程分別做不同程序同時(shí)（宏觀上）運(yùn)行的效果。

在我的印象中，我有一篇博客專(zhuān)門(mén)講解exec族，就那么一找，還真有：exec族

代碼貼這兒，可以進(jìn)那篇看更詳細(xì)，也可以在這里看：

#include int execve(const char *path,char *const argv[],char *const envp[]);//這個(gè)是真正的系統(tǒng)調(diào)用 //以下的函數(shù)最后都是調(diào)用這個(gè)函數(shù) int execl(const char *path,char *const argv,···); int execlp(const char *file,char *const argv,···); int execle(const char *path,char *const argv,···· ,char *const envp[]); int execv(const char *path,char *const argv[]); int execvp(const char *file,char *const argv,);

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#include #include #include #include int main(void) { pid_t pid; if((pid = fork()) < 0) { perror("fork"); exit(1); } else if(pid == 0) { /* child */ execl("/bin/ls", "ls", "-l", "-a",NULL); } else { printf("parent, child id = %d.\n",pid); } return 0; }

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這里幾個(gè)概念：

僵尸進(jìn)程：子進(jìn)程退出，父進(jìn)程沒(méi)有及時(shí)回收，子進(jìn)程成為僵尸進(jìn)程

孤兒進(jìn)程：父進(jìn)程退出，而子進(jìn)程沒(méi)有退出，子進(jìn)程成為孤兒進(jìn)程

init進(jìn)程：1號(hào)進(jìn)程，負(fù)責(zé)收留孤兒進(jìn)程，成為他們的父進(jìn)程

有5種方式終止進(jìn)程： （1）main返回 （2）調(diào)用exit （3）調(diào)用_exit （4）調(diào)用abort（給自己發(fā)送異常終止信號(hào)） （5）由一個(gè)信號(hào)終止

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#include #include pid_t wait(int *status); //這里的status為一個(gè)整形指針，是該子進(jìn)程的返回狀態(tài)。若該指針不為空，則可以通過(guò)該指針獲取子進(jìn)程退出時(shí)的狀態(tài)。 pid_t waitpid(pid_t pid,int *status,int options); // pid是進(jìn)程號(hào) /* <-1 回收指定進(jìn)程組內(nèi)的任意子進(jìn)程 -1 回收任意子進(jìn)程 0 回收和當(dāng)前waitpid調(diào)用一個(gè)組的所有子進(jìn)程 >0 回收指定ID的子進(jìn)程 */ //options： /* WNOHANG:強(qiáng)制回收，不阻塞。 WUNTRANCED:一般用上面那個(gè) */

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來(lái)個(gè)聯(lián)系方式吧，進(jìn)程間通信

常用的通信方式有：管道、消息隊(duì)列、共享內(nèi)存、文件空間映射。

管道：兩個(gè)進(jìn)程間通信，最古老的通信方式了。

消息隊(duì)列：在內(nèi)核中建立一個(gè)鏈表，發(fā)送方按照一定標(biāo)識(shí)將數(shù)據(jù)發(fā)送到內(nèi)核中，內(nèi)核將其放入鏈表。

（）接收方發(fā)送請(qǐng)求后，內(nèi)核按照標(biāo)識(shí)取出消息。

（）消息隊(duì)列是一種完全異步的通信方式。

共享內(nèi)存：共享內(nèi)存是將內(nèi)存中的一段地址，在多個(gè)進(jìn)程間共享。多個(gè)進(jìn)程通過(guò)掛載在自己名下的地址直接對(duì)共享內(nèi)存進(jìn)行操作。

文件空間映射：mmap函數(shù)用來(lái)將文件或設(shè)備空間映射到內(nèi)存中，可以通過(guò)對(duì)映射后的內(nèi)存空間操作來(lái)獲得與操作文件一致的效果。

這塊如果要展開(kāi)的話，篇幅會(huì)很長(zhǎng)，很長(zhǎng)，所以我做了一個(gè)目錄表：

想要進(jìn)程的聯(lián)系方式？點(diǎn)這里

進(jìn)程間同步的方法主要有system信號(hào)量和進(jìn)程間鎖，信號(hào)量我會(huì)在后面的文章再行整理，進(jìn)程間鎖嘛，

進(jìn)程間鎖

家庭關(guān)系如何？（進(jìn)程間關(guān)系）

一個(gè)或多個(gè)進(jìn)程組成的集合，進(jìn)程組的組ID是一個(gè)正整數(shù)。

//獲取當(dāng)前進(jìn)程組組ID pid_t getpgid(pid_t pid); pid_t getpgrp(void);

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幾個(gè)概念：

組長(zhǎng)進(jìn)程：進(jìn)程ID號(hào)等于組ID。

組長(zhǎng)進(jìn)程可以創(chuàng)建一個(gè)進(jìn)程組，創(chuàng)建該進(jìn)程組中的進(jìn)程。

只要進(jìn)程中有一個(gè)進(jìn)程存在，進(jìn)程組就存在，與組長(zhǎng)進(jìn)程是否終止無(wú)關(guān)。

進(jìn)程組生存期：進(jìn)程組創(chuàng)建到最后一個(gè)進(jìn)程離開(kāi)（終止或轉(zhuǎn)移到另一個(gè)進(jìn)程組）

//一個(gè)進(jìn)程可以為自己或子進(jìn)程設(shè)置進(jìn)程組ID int setpgid(pid_t pid,pid_t pgid); //非root進(jìn)程只能改變自己創(chuàng)建的子進(jìn)程，或有權(quán)限操作的進(jìn)程

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pid_t setsid(void);

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1、調(diào)用進(jìn)程不能是進(jìn)程組組長(zhǎng)，該進(jìn)程變成新會(huì)話的首進(jìn)程。

2、該進(jìn)程成為一個(gè)新進(jìn)程組的組長(zhǎng)進(jìn)程。

3、需要有root權(quán)限（ubunt不需要）

4、新會(huì)話丟棄原有控制終端，該會(huì)話沒(méi)有控制終端。

5、建立新會(huì)話時(shí)，先用fork，然后父進(jìn)程終止，子進(jìn)程調(diào)用 。

pid_t getsid(pid_t pid);

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用于查看當(dāng)前進(jìn)程的會(huì)話ID

注意點(diǎn)：組長(zhǎng)進(jìn)程不能成為新會(huì)話首進(jìn)程，新會(huì)話首進(jìn)程必定成為組長(zhǎng)進(jìn)程。

來(lái)串偽代碼：

#include #include #include int main() { pid_t pid; pid = fork(); if(pid == 0) { //打?。?getpid();//進(jìn)程ID getpgid(0);//組ID getsid(0);//會(huì)話ID sleep(10); setsid();//子進(jìn)程設(shè)為會(huì)話組長(zhǎng) //子進(jìn)程非組長(zhǎng)進(jìn)程，故其成為新會(huì)話首進(jìn)程，且成為組長(zhǎng)進(jìn)程。 //該進(jìn)程ID即為會(huì)話進(jìn)程ID //再打印一遍 getpid();//進(jìn)程ID getpgid(0);//組ID getsid(0);//會(huì)話ID } }

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守護(hù)者

守護(hù)進(jìn)程

這篇我還想留著呢，所以就貼個(gè)鏈接吧，刪了怪可惜的。

程序、進(jìn)程與線程的區(qū)分

這個(gè)問(wèn)題老師問(wèn)過(guò)我，當(dāng)時(shí)我沒(méi)答上來(lái)。

（1）進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的，程序是靜態(tài)的。 （2）一個(gè)進(jìn)程只能對(duì)應(yīng)一個(gè)程序，而一個(gè)程序可以對(duì)應(yīng)多個(gè)進(jìn)程。

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從操作系統(tǒng)方面來(lái)看，進(jìn)程代表的是操作系統(tǒng)分配的內(nèi)存、CPU時(shí)間片等資源的基本單位，是為正在運(yùn)行的程序準(zhǔn)備的運(yùn)行環(huán)境。

任務(wù)調(diào)度

版權(quán)聲明：本文內(nèi)容由網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)投稿，版權(quán)歸原作者所有，本站不擁有其著作權(quán)，亦不承擔(dān)相應(yīng)法律責(zé)任。如果您發(fā)現(xiàn)本站中有涉嫌抄襲或描述失實(shí)的內(nèi)容，請(qǐng)聯(lián)系我們jiasou666@gmail.com 處理，核實(shí)后本網(wǎng)站將在24小時(shí)內(nèi)刪除侵權(quán)內(nèi)容。

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