1-3节linux系统编程

进程创建和调度

1)进程

进程：程序的一次执行在操作系统中的影像
进程控制块(PCB)：对于操作系统来说，PCB即代表整个进程
进程主要管理执行所需的资源
进程ID号：gepid/geppid
复制创建新进程：fork();
替换创建新进程：exec函数族
等待子进程的退出：wait/waitpid
进程的执行状态：新建，就绪，运行，阻塞，退出
僵尸进程：子进程退出之后，没有被父进程wait
孤儿进程：父进程在子进程之前退出，该子进程称为孤儿进程，进而被init进程收养
子进程ID： pid_t getpid
父进程ID： pid_t getppid

2）fork镜像创建新函数

fork()
#include
pid_t fork(void);

2.1）字符串的分割

char *strtok(char *src, char *flag)
参数一是你要截取的字符串，参数2是字符串中的分隔符

3)exec族函数

 #include 

后缀：-l -v (NULL结尾) -p
参数例：

       extern char **environ;
       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, char *const argv[]);
       int execvp(const char *file, char *const argv[]);
       int execvpe(const char *file, char *const argv[],char *const envp[]);

4)父子进程

pid_t fork();
父进程创建子进程
成功返回0
失败返回-1

父子进程 1.不保证先后顺序2.不保证打断多久3.原则上保证子进程先运行
父进程先于子进程退出，子进程被init进程（1号进程）收养

5）僵尸进程

子进程结束时, 父进程会收到这个SIGCHLD信号。如果父进程没有处理这个信号，也没有等待(wait)子进程，子进程虽然终止，但是还会在内核进程表中占有表项，这时的子进程称为 僵尸进程。

5.1）查看僵尸进程

在linux中，利用命令ps，可以看到有标记为Z的进程就是僵尸进程。
　　ps -ef|grep defunc可以找出僵尸进程.
　　可以用ps的-l选项,得到更详细的进程信息. F(Flag)：一系列数字的和，表示进程的当前状态。这些数字的含义为：
　　00：若单独显示，表示此进程已被终止。
　　01：进程是核心进程的一部分，常驻于系统主存。如：sched、 vhand 、bdflush 等。
　　02：Parent is tracing process.
　　04：Tracing parent’s signal has stopped the process; the parent　is waiting ( ptrace(S)).
　　10：进程在优先级低于或等于25时，进入休眠状态，而且不能用信号唤醒，例如在等待一个inode被创建时　　　
　　20：进程被装入主存(primary memory)
　　40：进程被锁在主存，在事务完成前不能被置换
　　S(state of the process )
　　O：进程正在处理器运行　
　　S：休眠状态(sleeping)
　　R：等待运行(runable)　　　
　　I：空闲状态(idle)
　　Z：僵尸状态(zombie)　　　
　　T：跟踪状态(Traced)
　　B：进程正在等待更多的内存页
　　C：cpu利用率的估算值(cpu usage)

5.2）僵尸进程清除的方法

1.改写父进程，在子进程死后要为它收尸
2.kill -18 PPID　(PPID是其父进程)这个信号是告诉父进程，该子进程已经死亡了，请收回分配给他的资源。
3.终止父进程，要先看其父进程又无其他子进程，如果有，可能需要先kill其他子进程，也就是兄弟进程，kill –15 PID1 PID2　(PID1,PID2是僵尸进程的父进程的其它子进程)。

6）wait() and waitpid()

wait族函数头文件
#include
#include

//参数
pid_t wait(int *status);
pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);
int  waitid(idtype_t  idtype,  id_t  id,  siginfo_t  *infop, int options);
//返回值
       The value of pid can be:
       < -1   meaning wait for any child process whose process group ID
              is equal to the absolute value of pid.
       -1     meaning wait for any child process.
       0      meaning wait for any child process whose process group ID
              is equal to that of the calling process.
       > 0    meaning  wait  for the child whose process ID is equal to
              the value of pid.

简单模拟shell脚本

#include
#include
#include
#include
#include
#include 

#define MAX_TIPS_STR_LEN 500
#define MAX_CMD_LEN 128
#define DEBUG_MODE 1
#define MAX_PATH_LEN 200

int main (int argc ,char *argv[])
{
int status = 0;
pid_t pid;
//存储命令提示符字符串
char tips_string[MAX_TIPS_STR_LEN] = {'\0'};
//存储从键盘读取的命令字符串
char command[MAX_CMD_LEN]={'\0'};
//存储当前工作目录
while(1)
    {
        //1.print  tips 拼接命令提示符
        //printf("%s",getpwuid(getuid()) -> pw_name);
        //printf(">>**>>>");
        //printf("%s$",getcwd(cwd,MAX_PATH_LEN));
        //2.input command string form keyboard

        getcwd(cwd,MAX_PATH_LEN);
        sprintf(tips_string,"%S:%S$", getpwuid(getuid() ) ->pw_name, cwd);
        printf("%s",tips_string);
        //从键盘读取shell命令字符串，并去除'\n'
        fgets(command,MAX_CMD_LEN, stdin);
        //replace '\n'
        command [ strlen(command) -1 ] = '\0';
        //创建子进程执行读取的shell命令
        //3.create a new child process to run command
        if((pid = fork() ) == 0 )
        {
            //注意对带参数和选项的shell命令，需要对其进行划分
            printf("prepare %d\n",command);
                
            if(execlp(command, command, NULL) == -1 )
            {
            printf("input error\n");
            return 1;
            }
        }

    else if(pid >0) 
            {
        //2.wait for input command
        //等待子进程执行结束，并防止僵尸进程的产生
        wait(NULL);
            }
    }
return 0;
}