Linux_ fork 进程操作

1. 什么是进程

   程序的运行实例，就是“进程”
   一个程序，同时执行多次，则产生多个不同的进程。

   程序是静态的
   进程是动态的

2. 进程的结构
   进程的组成：程序代码、数据、变量、文件描述符（表示已打开的文件）、环境等组成。

   每个进程有一个唯一的编号，称为”进程标识符”(PID)
   PID >= 2
   PID=1的进程是init进程。

   进程之间共享程序代码
   即，同一个程序的多个进程，共享一个代码拷贝。

   进程之间共享函数库。

   进程有自己的”栈空间”、“程序计数器”、变量。

3. 进程表
   Linux把所有进程的相关信息放在一个表中，称为进程表
   每个进程是一个表项。
   进程表的索引，是PID

   可同时运行的进程数取决于该进程表的容量。

4. 进程的查看
   ps 显示与该终端连接的进程。
   ps -ef
   ps ax

5. 进程的状态
   ps ax
   ps的stat列表示进程的状态：
   S： 睡眠，即“挂起”，等待某个事件的发生。
   R: 运行
   D: 不可中断的睡眠
   T： 停止
   Z: 死进程（僵尸进程）
   s: 进程是会话期的首进程。
   +：进程属于前台进程

6. 进程的调度
   单处理器上，同一个时刻只能有一个进程运行。
   Linux内核用“进程调度器”来决定下一个时间片执行哪个进程。

7. 进程的启动
   1）system
   实例：main7.c

   在程序的内部，创建一个新进程，执行指定的shell命令。
   
   主进程将等待新进程执行结束后，才能继续执行。
   除非新进程以后台方式运行，system("ls &") 
   
   效率不高,因为要先启动shell, 然后再运行指定的shell命令。
   

   2) exec (进程替换）
   exec指一组函数.
   用于：从当前进程切换到另一个程序执行，且不返回到原来的程序(除非发生了错误，返回-1)。

   "l"组 (l即list, 新程序的参数为列表形式，即可变参数列表)
   execl
   execlp
   execle
   
   “v"组（v即vector, 新程序的参数为数组形式, 参数个数不变
   execv
   execvp
   execve
   
   p后缀：
   第一个参数是要执行的文件名，不含路径。
   文件的路径由系统默认的环境变量(path)指定。
   
   e后缀：
   最后一个参数是字符串数组，表示指定的环境变量。
   注意，这个环境变量是指程序替换以后，
         新程序运行期间的环境变量。
     而不是替换新程序时的环境变量，
     所以execle函数的第一个参数仍然需要使用路径。
     替换到新程序以后，此时的环境就是execle的最后一个参数。
   
   实例：main8.c
   分别用以上六种形式，创建"ls -l"进程。
   
   注意：
   exec启动的新进程继承原进程的很多特性：
   比如，原进程中打开的文件描述符，在新进程中仍保持打开。
   

   3) fork (进程复制)
   复制的新进程（子进程），与原进程一模一样，
   但有自己的数据空间、环境、文件描述符等。

    fork的返回值
    在原进程（父进程）中，fork返回新进程（子进程）的PID
    在新进程（子进程）中，fork返回0
    fork失败，返回-1
          失败原因：父进程能拥有的子进程数超出限制(CHILD_MAX)
                         进程表中的空间不足
                         虚拟内存不足
   

   实例：main9.c

8. 等待子进程结束
   1) wait
   功能：父进程等待任意它的任一个子进程结束
   返回该结束子进程的PID
   参数: 实参非空时，返回子进程的退出状态。
   参见man 2 wait

   实例：main10.c

   2) waitpid
   功能：父进程等待指定的子进程。
   参数：
   详见man 2 waitpid
   参数3常使用WNOHANG（不阻塞，立即返回）
   实例：
   waitpid(child_pid, (int*)0, WNOHANG);
   如果子进程未结束、未终止，则返回0
   已经子进程已结束， 则返回子进程的PID
   如果失败， 返回-1

   1. 僵尸进程

      1） 什么是僵尸进程
      僵死进程（死进程）：是指该进程已经结束运行，但在进程表中还没有删除它的相关信息。

      2）僵死进程产生的原因
      子进程比父进程先结束，（儿子比父亲先“死”）
      但是又不能在进程表中删除子进程的表项，因为父进程调用wait时还需要这些信息。

      3）僵尸进程的“归宿”
      子进程比父进程先结束后，成为僵尸进程。
      直到父进程也结束，该僵尸进程才真正消亡（从进程表中删除其表项）

      如果父进程被异常终止，则该僵尸进程认init进程为“父进程”
      init进程发现该僵尸子进程后，再把它清除。

      应该尽量避免产生僵尸进程。
      僵尸进程虽不再运行，但仍占用系统的资源！

      main11.c
      测试：gcc main11.c
      ./a.out &
      ps /* 子进程结束后 */

你知道：

 for (i=0; i<2; i++) { fork(); }

   一共创建了多少个进程？