linux进程控制

1. 创建一个子进程

• 程序demo

  #include 
  #include 
  pid_t fork(void);  		// 创建一个子进程
  pid_t getpid(void);  	// 获取当前进程的id
  pid_t getppid(void); 	// 获取当前进程父进程的id
  

• fork函数返回值：
  失败 返回 -1
  成功 两次返回
    父进程返回子进程的 pid_t
    子进程返回 0

• 创建一个子进程的程序：

  #include 
  #include 
  #include 
  int main()
  {
      printf("Begin ..\n");
      pid_t pid = fork();
      if (pid < 0) {
          perror("fork err\n");
          exit(1);
      }
      if (pid == 0) {
          printf("I am a Child, pid = %d, ppid = %d \n", getpid(), getppid());
      } else if (pid > 0) {
          printf("I am a Parent, childpid = %d, selfpid = %d, ppid = %d \n", 
          	pid, getpid(), getppid());
          sleep(1); // 如果不加sleep，父进程先消亡，此时子线程会变成孤儿线程
      }
      printf("End ...\n");
      return 0;
  }
  

• 输出结果

  Begin ..
  I am a Parent, childpid = 73714, selfpid = 73713, ppid = 73479 
  I am a Child, pid = 73714, ppid = 73713 
  End ...
  End ...
  

• 为什么会执行两次printf(“End …\n”)函数呢？
  在fork函数生成子进程之后，父进程和子进程都会执行fork语句之后的代码。

• 补充：linux查看进程信息的命令
  查看进程信息：ps aux
  查看进程组信息：ps ajx
  给进程发送一个信号：kill
  杀死一个进程：kill -9 pid

2. 创建多个子进程

• 创建多个子进程的程序：

  int main()
  {
      printf("Begin ..\n");
      for (int i = 0; i < 5; i++) {
          pid_t pid = fork();
          if (pid < 0) {
              perror("fork err\n");
              exit(1);
          }
          if (pid == 0) {
              printf("I am a Child, pid = %d, ppid = %d \n", getpid(), getppid());
              break; // 子进程退出for循环
          } else if (pid > 0) {
              printf("I am a Parent, childpid = %d, selfpid = %d, ppid = %d \n", 
              	pid, getpid(), getppid());
              sleep(1);
          }
      }
      printf("End ...\n");
      return 0;
  }
  

• 执行结果：

  Begin ..
  I am a Parent, childpid = 74179, selfpid = 74178, ppid = 73479 
  I am a Child, pid = 74179, ppid = 74178 
  End ...
  I am a Parent, childpid = 74182, selfpid = 74178, ppid = 73479 
  I am a Child, pid = 74182, ppid = 74178 
  End ...
  I am a Parent, childpid = 74192, selfpid = 74178, ppid = 73479 
  I am a Child, pid = 74192, ppid = 74178 
  End ...
  I am a Parent, childpid = 74202, selfpid = 74178, ppid = 73479 
  I am a Child, pid = 74202, ppid = 74178 
  End ...
  I am a Parent, childpid = 74203, selfpid = 74178, ppid = 73479 
  I am a Child, pid = 74203, ppid = 74178 
  End ...
  End ...
  

如果子进程不及时退出for循环，子进程也会生成子进程，程序执行完不单单是生成5个子进程了。

3. 进程间共享

物理内存共享模式：读时共享，写时复制。

• 进程共享验证程序

  int main()
  {
      printf("Begin ..\n");
      int var = 100;
      pid_t pid = fork();
      if (pid == 0) {
          printf("I am a Child, var = %d, pid = %d, ppid = %d \n",
          	var, getpid(), getppid());
          var = 0; // 子进程修改 var 变量的值
          printf("I am a Child, var = %d, pid = %d, ppid = %d \n",
          	var, getpid(), getppid());
      } else if (pid > 0) {
          sleep(3);
          printf("I am a Parent, var = %d, childpid = %d, selfpid = %d, \
          	ppid = %d \n", var, pid, getpid(), getppid());
      }
      printf("End ...\n");
      return 0;
  }
  

• 输出结果：

  Begin ..
  I am a Child, var = 100, pid = 74447, ppid = 74446 
  I am a Child, var = 0, pid = 74447, ppid = 74446 
  End ...
  I am a Parent, var = 100, childpid = 74447, selfpid = 74446, ppid = 73479 
  End ...
  

4. execl函数族

• execl函数的作用：

  fork创建子进程后执行和父进程相同的程序，子进程可以调用execl函数执行另一个程序。当一个进程调用execl函数时，该进程的用户空间代码和数据完成被新程序替换，从新程序的启动例程开始执行。

• 常用的execl函数

  int execl(const char *path, const char *arg, .../* (char  *) NULL */);
  int execlp(const char *file, const char *arg, .../* (char  *) NULL */);
  

  execl 执行其它程序
  execlp 执行其它程序时，使用PATH变量，执行的程序可以不用加路径
    file 要执行的程序
    arg 参数列表，最后一个参数以NULL结尾
    返回值，只有失败才返回

• 程序demo

  int main()
  {
  	//execl("/bin/ls", "ls", "-l", "--color=auto", NULL);
  	execlp("ls", "ls", "-l", "--color=auto", NULL);
  	perror("exec err");
  	return 0;
  }
  

  注：第二个 “ls” 是一个无用的参数占位符

5. 孤儿进程与僵尸进程

孤儿进程：父进程死了，子进程被init进程领养
僵尸进程：子进程死了，父进程没有回收子进程的资源（PCB）
如何回收僵尸进程：杀死父进程

• 孤儿进程demo

  	#include 
  	#include 
  	#include 
  	int main()
  	{
  	    printf("Begin ..\n");
  	    pid_t pid = fork();
  	    if (pid < 0) {
  	        perror("fork err\n");
  	        exit(1);
  	    }
  	    if (pid == 0) {
  	        printf("I am a Child, pid = %d, ppid = %d \n", getpid(), getppid());
  	        sleep(5);
  	    } else if (pid > 0) {
  	        printf("I am a Parent, childpid = %d, selfpid = %d, ppid = %d \n", 
  	        	pid, getpid(), getppid());
  	    }
  	    printf("End ...\n");
  	    return 0;
  	}
  

• 输出结果

  Begin ..
  I am a Parent, childpid = 74966, selfpid = 74965, ppid = 73479 
  End ...
  [zhpng@iZuf6ddpzz3ipktm5kj01cZ webserver]$ I am a Child, pid = 74966, ppid = 1 
  End ...
  

6. 子进程回收

#include 
#include 
pid_t wait(int *wstatus);
pid_t waitpid(pid_t pid, int *wstatus, int options);

wait函数回收子进程，查看子进程的死亡原因。

• 作用
  阻塞等待
  回收子进程资源
  查看子进程死亡原因

• pid_t wait(int *status)
  status 出参，死亡原因
  返回值
   成功 返回终止的子进程ID
   失败 返回 -1

• 子进程死亡原因
  正常死亡：WIFEXITED，如果WIFEXITED为真，使用WEXITSTATUS得到退出状态
  非正常死亡：WIFSIGNALED，如果WIFSIGNALED为真，使用WEXITSTATUS得到信号

• wait函数回收多个子进程demo

  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  #include 
  int main()
  {
      printf("Begin ..\n");
      int i = 0;
      pid_t pid;
      for (i = 0; i < 5; i++) {
          pid = fork();
          if (pid == 0) {
              printf("I am child, pid = %d \n", getpid());
              break;
          }
      }
      sleep(i);
      if (i == 5) {
          for (i = 0; i < 5; i++) {
              pid_t wpid = wait(NULL);
              printf("wpid = %d \n", wpid);
              sleep(1);
          }
          sleep(1);
      }
      printf("End ...\n");
      return 0;
  }
  

• 输出结果

  Begin ..
  I am child, pid = 76074 
  I am child, pid = 76075 
  I am child, pid = 76071 
  I am child, pid = 76072 
  I am child, pid = 76073 
  End ...
  End ...
  End ...
  End ...
  End ...
  wpid = 76071 
  wpid = 76072 
  wpid = 76073 
  wpid = 76074 
  wpid = 76075 
  End ...