Linux之进程管理一

第1关：获取进程常见属性

任务描述

在 Linux 环境下，进程是一个十分重要的概念。每个进程都由一个唯一的标识符来表示，即进程ID，通常称为pid。本关将介绍如何获取进程的pid。

本关任务：学会使用C语言在Linux系统中获取进程的pid以及父进程的pid。

相关知识

Linux系统中存在一个特殊的进程，即空闲进程(idle process)，当没有其他进程在运行时，内核所运行的进程就是空闲进程，它的pid为0。在启动后，内核运行的第一个进程称为init进程，它的pid是1。通常，Linux系统中init进程就是我们在资源管理器中看到的名为init的程序。系统中其它的进程都是由init来创建出来的。

创建新进程的那个进程被称为父进程，而新创建的进程被称为子进程。每个进程都是由其他进程创建的(除了init进程)，因此每个子进程都有一个父进程。

Linux系统提供了两个系统调用函数来获取一个进程的pid和其父进程的pid，分别是getpid和getppid函数。在Linux系统中可以使用man命令来查询这些函数的使用方法。具体的查询命令为：
man 2 函数名

获取进程自身pid

获取进程本身的进程ID的系统调用函数是getpid，具体的说明如下：

• 需要的头文件如下：

1. #include
2. #include

• 函数格式如下：

        pid_t getpid(void);

• 函数返回值说明：
  返回当前进程的pid值。

案例演示1: 编写一个程序，打印父进程ID和自身进程ID。详细代码如下所示：

1. #include
2. #include
3. #include
5. int main()
6. {
7. pid_t pid = getpid();
8. printf("当前进程的ID为:%d\n", pid);
9. pid_t ppid = getppid();
10. printf("当前进程的父进程ID为:%d\n", ppid);
12. return 0;
13. }

将以上代码保存为getppid.c文件，编译执行。可以看到每次运行都打印出相同的父进程ID，这是因为我们在同一个终端中运行3次程序，所以被运行的程序父进程为终端进程，因为父进程一直都一样。 

编程要求

本关的编程任务是补全右侧代码片段中Begin至End中间的代码，具体要求如下：

• 补全getProcInfo函数，用于获取当前进程ID和其父进程ID(提示：将结果存放在procIDInfo结构体中)。

测试说明

本关的测试需要用户在右侧代码页中补全代码，然后点击评测按钮，平台会自动验证用户是否按照要求去检测结果。

#include 
#include 
#include 

/**********************
 * pid: 当前进程ID
 * ppid: 父进程ID
***********************/
struct procIDInfo
{
	pid_t pid;
	pid_t ppid;
};

/************************
 * 返回值: 需要被打开的目录路径
*************************/
struct procIDInfo getProcInfo()
{
	struct procIDInfo ret;   //存放进程ID信息，并返回
	/********** BEGIN **********/
	ret.pid=getpid();
	ret.ppid=getppid();
	
	/********** END **********/

	return ret;
}

第2关：进程创建操作-fork

任务描述

在上一关我们学习如何获取进程的pid信息，本关我们将介绍如何编程创建一个新的进程。

本关任务：学会使用C语言在Linux系统中使用fork系统调用创建一个新的进程。

相关知识

在Linux系统中创建进程有很多函数可以使用，其中包括了系统调用也包括库函数。本关将介绍一个最常见的系统调用函数来创建进程，这就是使用fork函数来创建一个新进程。

当用户调用fork函数时，系统将会创建一个与当前进程相同的新进程。通常将原始进程称为父进程，而把新生成的进程称为子进程。子进程是父进程的一个拷贝，子进程获得同父进程相同的数据，但是同父进程使用不同的数据段和堆栈段。

在早期的系统中，创建进程比较简单。当调用fork时，内核会把所有的内部数据结构复制一份，复制进程的页表项，然后把父进程的地址空间中的内容也复制到子进程的地址空间中。但是从内核角度来说，这种复制方式是非常耗时的。

因此，在现代的系统中采取了更多的优化。现代的Linux系统采用了写时复制技术(Copy on Write)，而不是一创建子进程就将所有的数据都复制一份。

Copy on Write(COW)的主要思路是：如果子进程/父进程只是读取数据，而不是对数据进行修改，那么复制所有的数据是不必要的。