【Linux学习】 进程管理 fork系统调用 创建子进程 阻塞父进程

目录

前言

一、进程

进程ID

Linux下的进程结构

进程状态

init进程

二、fork系统调用

fork相关头文件

fork函数原型

Linux手册查看

fork创建代码示例

运行效果

注意点

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前言

本文主要学习Linux内核编程，结合Visual Studio 2019进行跨平台编程，内容包括进程相关知识介绍，fork系统调用相关知识

一、进程

首先，思考下以下问题：

• 什么是进程？
• 什么是程序？

• 进程：是一个动态的概念 程序开启才会启动
• 程序：是存放在磁盘文件中的可执行文件

进程ID

• 每个linux进程都一定有一个唯一的数字标识符，称为进程ID（进程ID总是非负整数）

Linux下的进程结构

• Linux系统是一个多进程的系统，进程之间具有并行性、互不干扰的特点
• Linux中进程包含PCB（进程控制块）、程序以及程序所操纵的数据结构集
• 可分为“代码段”、“数据段”和“堆栈段”

进程状态

• 运行状态R（TASK_RUNNING）
• 可中断睡眠状态S（TASK_INTERRUPTIBLE）
• 不可中断睡眠状态D（TASK_UNINTERRUPTIBLE）
• 暂停状态T（TASK_STOPPED或TASK_TRACED）
• 僵死状态Z（TASK_ZOMBIE）
• 退出状态X  (TASK_DEAD)

进程状态转换图

init进程

• 进程ID为1通常是init进程，在自举过程结束时由内核调用
• init进程绝不会终止
• 它是一个普通的用户进程(与交换进程不同，它不是内核中的系统进程)，但是它以超级用户特权运行

二、fork系统调用

• 一个进程，包括代码、数据和分配给进程的资源
• fork（）函数，通过系统调用创建一个与原来进程几乎完全相同的进程，也就是两个进程可以做完全相同的事，但如果初始参数或者传入的变量不同，两个进程也可以做不同的事
• 一个进程调用 fork（）函数后，系统先给新的进程分配资源，例如，存储数据和代码的空间，然后把原来的进程的所有值都复制到新的新进程中，只有少数值与原来的进程的值不同，相当于克隆了一个自己

fork相关头文件

#include 
#include 

fork函数原型

pid_t fork(void)；

返回值：

子进程中为0，父进程中为子进程ID

出错为-1

Linux手册查看

Linux下进入终端输入以下命令行，如下图所示：

fork创建代码示例

利用 Visual Studio 2019 进行跨平台编程开发，代码如下：

#include 
#include 
#include 

using namespace std;

int main()
{
	pid_t pid;
	pid_t pidtest;
	int number = 1;

	pid = fork(); //一次调用 两次返回

	if (pid == 0)
	{
		cout << "子进程 fork返回值 = " << pid << endl;
		cout << "子进程 pid = " << getpid() << endl;

		for (int i = 0; i < 10; i++)
		{
			number++;
			cout << "子进程 number = " << number << endl;
		}
	}
	else if (pid > 0)
	{
		cout << "父进程 fork返回值 = " << pid << endl;
		cout << "父进程 pid = " << getpid() << endl;

		for (int i = 0; i < 10; i++)
		{
			number++;
			cout << "父进程 number = " << number << endl;
		}
	}

	return 0;
}

跨平台连接 Linux 后运行

运行效果

注意点

• fork系统调用之后，父子进程将交替执行，如果父进程先退出，子进程还没退出那么子进程的父进程将变为init进程（注：任何一个进程都必须有父进程）
• 如果子进程退出，父进程还没退出，那么子进程必须等到父进程捕获到了子进程的退出状态才真正结束，否则这个时候子进程就会成为僵尸进程

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