Linux理解fork()和进程状态详解

fork()

fork()

fork是什么？

C语言里的一个创建子进程的函数

作用：创建子进程

创建后有两个进程，一个父亲，一个儿子

父子共享用户代码 而用户数据各自私有一份

共享代码私有数据的目的：维护进程的独立性

创建子进程：子进程的创建是以父进程为模板的，即默认使用的是父进程的代码和数据（如果子进程需要更改数据，就会在一块单独的空间拷贝一份数据，也就是更改时会创建副本,即写时拷贝)

操作系统中 所有进程具有独立性，不相互影响

你同时用网易云听歌和挂着qq，关闭qq时也不会影响网易云的播放对吧

理解fork

先让我们问问Linux里的man

函数的返回值类型是pid_t（int），作用是创建子进程

fork()函数的返回值：父进程返回值是子进程的pid，子进程如果创建成功返回0,失败则返回-1

fork函数有两个返回值，父进程一个，子进程一个，父进程调用fork创建子进程，因为代码是共享的，所以两个进程都会return。

test.c//测试代码  注意后面的测试用例都是用这个代码
#include    
#include          
int main()    
{    
printf("i am a process ,pid:: %d\n",getpid());    
int ret=fork();  //ret接收返回值  
if(ret>0)    
{    
 while(1)    
 {    
   printf("i am father,pid:: %d\n",getpid());    
   sleep(1);    
 }    
}    
else    
{    
 while(1)    
 {    
 printf("i am son,pid::%d,my father is %d\n",getpid(),getppid());   
   sleep(1);                                                       
 }    
}    

return 0;    
}   

运行：

运行时输入 ps axj|head -1&&ps axj|grep test

运行完之后进程被销毁，要看到这个C程序相应的进程就得在运行时输入命令

显然，创建子进程成功，父子进程交替运行

效果看起来像父子同时运行，是因为CPU切换进程的时间很短，所以几乎就是同时的，这也就是并发（单核CPU）

多核CPU同时进行多个任务，也就是并行

通常用法：和if配合使用，使得一个进程运行不同的程序

从内核的角度，系统是不是多了一个进程？

是的，通过上面的ps命令可以看到显然有两个进程在运行

为什么给子进程创建返回的是0，父进程返回的是子进程的PID

理解一个父亲可以有多个儿子，而每个儿子只有一个父亲，即一个父进程可以有多个子进程，父进程返回的PID更好找儿子

进程=我的程序代码+内核的数据结构（task_struct）

task_struct 是PCB（进程控制块），前面的文章有讲过，里面放着进程的各种信息

这个结构体在源码里也可以找到

进程状态

操作系统下描述的状态

具体的操作系统Linux下的进程状态

R :运行状态

S ：睡眠状态（浅睡眠）

D ：磁盘休眠状态（深睡眠）

T ：停止状态

t ：跟踪状态

Z ：僵尸状态

X：死亡状态

运行状态就一定在运行吗？

不一定，在运行队列里也叫运行状态,也就是可执行但还没被调度

换种说法，R状态的意思是我准备好了 可以被CPU调度

S和D的区别

S（可中断的睡眠状态）还可以对外部状态做出反应，就比如你睡觉时还是能被叫醒的

D（不可中断的睡眠状态）保护一些进程不被打断，比如公司上传数据时进程突然被打断了，那损失就大了，D状态就可以预防这种事故发生

注：D状态不能被kill掉

T状态

可以通过kill命令清除进程或者让进程停止

进程停止：kill -19 PID 停止进程

继续进程：kill -18 PID 让停止的进程继续

清除进程 kill -9 PID 清除进程

Z状态

进程退出： 一般不会立即让操作系统（OS）回收资源

在进程退出的时候，会自动将自己退出的相关信息写入进程的PCB中，这也就是Z(僵尸)状态

在OS或父进程读取完后该进程才算真正死亡，进入X（死亡）状态

创建进程是为了完成任务，比如写入到PCB的信息就会包括任务是否完成等

什么样的进程杀不掉

僵尸状态(Z)和磁盘休眠（D）不能被杀掉

上图可以看出父进程状态是S（睡眠）状态，按理来说是R状态啊，ps获取的是这个时刻进程的状态，按CPU的运行速度，运行的时间很短，运行一次得睡上一秒，所以获取到的是sleep状态，看到的就会是S状态

被杀掉的进程显示Z状态，出现一个英文单词defunct

看进程状态时，发现有些显示S有些显示S+

带‘+’表示是前台运行，不带是后台运行

前台运行的进程可以输入命令，可以被bash(命令行解释器)识别

后台运行的则不行，后台停止可采用fg命令将后台转到前台再ctrl+c停止程序

./可执行程序 & 表示在后台运行

如./test &

孤儿进程 领养人：1

什么是孤儿进程

父进程先被杀掉了，只剩下子进程了

（子进程：坏了，我成孤儿了[doge]

孤儿的领养人：1号进程（PID为1的进程）

1号进程负责回收孤儿进程，上文说过进程死后写入进PCB的信息被父进程或者OS读取才算真正死亡，子进程在父亲死亡后，由1号system进程承担这个责任

1号进程 又称为system/init 进程

这个进程是杀不死的，即kill发送给1号进程的信号会被忽略

领养人选为1号进程，好回收孤儿进程释放的资源（收尸…）

操作系统的状态和Linux的状态对应图

末尾

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