04进程原语-学习笔记

Process 进程原语

进程原语，linux操作系统提供的用于进程开发的一系列函数接口process_api

fork 叉子

共有三代fork

第一代，完全拷贝

第二代，只完成子进程创建和PCB拷贝

第三代，读时共享，写时复制，当前最常用的版本

读时共享，当父进程创建子进程后，建立映射，可以让子进程通过映射内存访问父进程资源， 无需拷贝

写时复制， 当子进程写访问映射内存时 ，触发写复制， 父进程将子进程访问的部分数据拷贝给子进程

写复制操作对父子进程都有效， 只要修改映射， 都会触发复制

原理

使用方法

pid_t pid = fork(void);

在Liux文件系统中，/目录是所有文件夹或文件的父级

在Linux文件系统中，pid 1/sbin/init进程为根进程，是所有系统进程的父级

在父子进程间存在继承机制，任务或数据可以继承给子进程

僵尸进程

在linux下是内存泄漏现象，开发时系统中申请的内存资源，使用完毕及时释放，否则进程持续占用内存，影响其他进程使用或影响内存重用性

原因

子进程退出后，调用exit(0)，进而系统调用EXIT(0),释放用户空间、释放内核空间，但是内核空间释放不完全，残留了PCB。子进程成为僵尸进程，造成内存泄露。

系统的所有进程结束后都会变成僵尸进程，是一种常态，一个必经环节。

危害

僵尸进程的危害

1. 内存泄露

2. 占用PCB，影响创建新的进程

操作系统这样设计的原因

当产生僵尸进程后，父进程要对僵尸进程进行回收。父进程可以通过这个PCB，对PCB中子进程退出的原因进行采集（验尸）。

wait

头文件sys/wait.h

pid_t zpid=wait(NULL);

调用一次，回收一个僵尸进程，如果有多个进程需要循环调用。

wait是阻塞函数，会等待子进程结束后进行回收

可以传入一个int* status去承接PCB中的信息，来实现验尸的目的，也可以传NULL放弃验尸。
后续通过status进行验证处理，获取子进程的退出原因
执行wait函数时，参数为null,表示只释放PCB内存，但是不采集子进程退出原因，不进行验尸操作

return zpid

返回僵尸进程的pid
zpid>0 僵尸进程回收成功
zpid==-1 回收失败，原因：没有子进程却执行回收操作

子进程经历的三个阶段

运行态

僵尸态

回收后，子进程消失

注意：多进程模式中，子进程一定会变成僵尸进程，所以父进程必须进行回收操作

waitpid

定义

wait的升级版

pid_t zpid = waitpid(pid_t pid, int* status, WNOHANG);

waitpid更多的回收方式，还支持非阻塞回收。

特点

1. 更多的回收方式
   pid参数不同有着不同的含义
   • pid>0 指定子进程id，回收特点的子进程
   • -1 回收任意子进程，最常使用
   • 0 同组回收，表示回收与当前进程同组的所有子进程
   • pid<-1 如-3000 表示回收进程组id为3000的其中的子进程，跨组回收
2. 非阻塞回收
   可以让父进程在回收的过程中交替执行的自己的任务，无需一直等待子进程

返回值

1. 返回值>0，回收成功
2. 返回值=0，非阻塞返回（子进程未结束，不需要回收）
3. 返回值=-1，回收失败

status校验

两种情况

1. 正常退出
   return 0 or exit,代码按运行逻辑，执行到退出执行导致进程退出，属于正常退出范畴
2. 异常退出
   进程未执行完毕，被其他进程杀死，进程执行异常，被系统杀死

参数

1.  WIFEXITED(status);
   

   此函数可以判断子进程是否是正常退出，如果正常退出，此函数返回1

   int code=WEXITSTATUS(status);
   

   此函数可以从status提取进程的返回值或退出值，并返回

2.  WIFSIGNALED(status);
   

   此函数可以检测子进程是否被信号杀死（异常退出），如果是返回1

   int signo=WTERMSIG(status);
   

   此函数获取杀死子进程的信号编号并返回

excel函数，进程重载