linux中学习控制进程的要点

1. 进程创建

1.1 fork函数

#include <unistd.h>
pid_t fork(void);
返回值：自进程中返回0，父进程返回子进程id，出错返回-1

进程调用fork，当控制转移到内核中的fork代码后，内核会做以下操作 

  • 分配新的内存块和内核数据结构给子进程
  • 将父进程部分数据结构内容拷贝至子进程
  • 添加子进程到系统进程列表当中
  • fork返回，开始调度器调度

fork之前父进程独立执行，fork之后，父子两个执行流分别执行。注意，fork之后，谁先执行完全由调度器决定。

1.2 写时拷贝

通常，父子代码共享，父子再不写入时，数据也是共享的，当任意一方试图写入，就以写时拷贝的方式各自一份副本。具体见下图:

1.3 fork常规用法

  1. 一个父进程希望复制自己，使父子进程同时执行不同的代码段。例如，父进程等待客户端请求，生成子进程来处理请求。
  2. 一个进程要执行一个不同的程序。例如子进程从fork返回后，调用exec函数。 

1.4 fork调用失败的原因

  • 系统中有太多的进程
  • 实际用户的进程数超过了限制

2.进程终止

2.1 进程退出场景

  • 正常退出，异常退出
  • 一个进程只有在正常退出的时候，返回值才是有意义的
  • 若进程异常退出，返回值没有意义

2.2 进程常见退出方法

正常退出

  • 1. 从main返回
  • 2. 调用exit
  • 3. _exit

2.3 异常退出

  • 收到kill等异常信号
  • 执行代码时出现错误，操作系统发送信号，随后通知的进程

exit函数和_exit函数

#include <unistd.h>
void _exit(int status);
void exit(int status);
  • 参数：status 定义了进程的终止状态，父进程通过wait来获取该值
  • 虽然status是int，但是仅有低8位可以被父进程所用。所以_exit(-1)时，在终端执行$?发现返回值 是255

exit最后也会调用_exit, 但在调用_exit之前，还做了其他工作：

1. 执行用户通过 atexit或on_exit定义的清理函数。

2. 关闭所有打开的流，所有的缓存数据均被写入

3. 调用_exit

2.4 return退出

return是一种更常见的退出进程方法。执行return n等同于执行exit(n),因为调用main的运行时函数会将main的返回值当做 exit的参数。

3. 进程等待

3.1意义：

  • 子进程退出，父进程如果不管不顾，就可能造成‘僵尸进程’的问题，进而造成内存泄漏。
  • 父进程派给子进程的任务完成的如何，我们需要知道。如，子进程运行完成，结果对还是不对， 或者是否正常退出。
  • 父进程通过进程等待的方式，回收子进程资源，获取子进程退出信息

3.2 方法

#include<sys/types.h>
#include<sys/wait.h>
pid_t wait(int*status);
返回值：成功返回被等待进程pid，失败返回-1。
参数：输出型参数，获取子进程退出状态,不关心则可以设置成为NULL
pid_ t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);
返回值：当正常返回的时候waitpid返回收集到的子进程的进程ID；如果设置了选项WNOHANG,而调用中waitpid发现没有已退出的子进程可收集,则返回0；如果调用中出错,则返回-1,这时errno会被设置成相应的值以指示错误所在；
参数：pid：Pid=-1,等待任一个子进程。与wait等效。Pid>0.等待其进程ID与pid相等的子进程。status:WIFEXITED(status): 若为正常终止子进程返回的状态，则为真。（查看进程是否是正常退出）WEXITSTATUS(status): 若WIFEXITED非零，提取子进程退出码。（查看进程的退出码）options:WNOHANG: 若pid指定的子进程没有结束，则waitpid()函数返回0，不予以等待。若正常结束，则返回该子进
程的ID。
  • 如果子进程已经退出，调用wait/waitpid时，wait/waitpid会立即返回，并且释放资源，获得子进程退
  • 出信息。
  • 如果在任意时刻调用wait/waitpid，子进程存在且正常运行，则进程可能阻塞。
  • 如果不存在该子进程，则立即出错返回。

3.3 获取子进程status

wait和waitpid，都有一个status参数，该参数是一个输出型参数，由操作系统填充。
如果传递NULL，表示不关心子进程的退出状态信息。
否则，操作系统会根据该参数，将子进程的退出信息反馈给父进程。
status不能简单的当作整形来看待，可以当作位图来看待，具体细节如下图（只研究status低16比特
位）：

status解引用后是int型变量，占据四个字节的内存空间。但它的四个字节并不是都存储着进程的退出返回值。如图所示：我们给每个字节从高地址到低地址依次编号：1、2、3、4字节。

一个进程退出的场景只有两个

正常退出和异常退出

3.3.1 位运算法

因此在获取返回值之前，先通过低七位判断进程是否正常退出

  • 判断是否正常退出：如果status & 0x7f == 0就能判断一个进程是正常退出,否则就是异常退出
  • 解释：因为异常退出码占用的是4号字节中的低7位，因此我们可以通过(*status)和16进制数(0x7f)进行与运算得到异常退出码。

 

  • 在判断返回值有意义后，取出低16位中的高8位
  • 取出方法：（status >> 8) & 0xff的结果
  • 解释：我想取出低16位中的高8位，需要先将status右移8位，随后与1111 1111进行按位与，得到结果
     

因为返回值只用了一个字节保存，因此进程的返回值最好不要大于255

3.3.2 宏函数

WIFEXITED(status) 等价于 ( (*status)&(0x7f) )==0 ，当异常退出码是0，宏函数返回true，表示进程的退出返回值有意义

WEXITSTATUS(status) 等价于 ( (*status >> 8)&(0xff) )，这样直接就可以得到进程的退出返回值。

二进制十进制十六进制的转换方法

教你快速学会二进制、十进制、十六进制之间的转换 - 知乎 (zhihu.com)

 

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
int main()
{pid_t pid;pid = fork();if (pid < 0){printf("%s fork error\n", __FUNCTION__);return 1;}else if (pid == 0){ // childprintf("child is run, pid is : %d\n", getpid());sleep(5);exit(1);}else{int status = 0;pid_t ret = 0;do{ret = waitpid(-1, &status, WNOHANG); // 非阻塞式等待if (ret == 0){printf("child is running, i have some task\n");}sleep(1);} while (ret == 0);if (WIFEXITED(status) && ret == pid){printf("wait child 5s success, child return code is :%d.\n", WEXITSTATUS(status));}else{printf("wait child failed, return.\n");return 1;}}return 0;
}

4. 进程的程序替换

4.1 替换原理

用fork创建子进程后执行的是和父进程相同的程序(但有可能执行不同的代码分支),子进程往往要调用一种exec函数 以执行另一个程序。当进程调用一种exec函数时,该进程的用户空间代码和数据完全被新程序替换,从新程序的启动 例程开始执行。调用exec并不创建新进程,所以调用exec前后该进程的id并未改变。

替换函数 其实有六种以exec开头的函数,统称exec函数:

#include <unistd.h>`
int execl(const char *path, const char *arg, ...);
int execlp(const char *file, const char *arg, ...);
int execle(const char *path, const char *arg, ...,char *const envp[]);
int execv(const char *path, char *const argv[]);
int execvp(const char *file, char *const argv[]);

还有 int execve(const char *path, char *const argv[], char *const envp[]);

  • 这些函数如果调用成功则加载新的程序从启动代码开始执行,不再返回。
  • 如果调用出错则返回-1
  • 所以exec函数只有出错的返回值而没有成功的返回值。

4.2 命名理解

l(list) : 表示参数采用列表
v(vector) : 参数用数组
p(path) : 有p自动搜索环境变量PATH
e(env) : 表示自己维护环境变量

#include <unistd.h>
int main()
{char *const argv[] = {"ps", "-ef", NULL};char *const envp[] = {"PATH=/bin:/usr/bin", "TERM=console", NULL};execl("/bin/ps", "ps", "-ef", NULL);// 带p的，可以使用环境变量PATH，无需写全路径execlp("ps", "ps", "-ef", NULL);// 带e的，需要自己组装环境变量execle("ps", "ps", "-ef", NULL, envp);execv("/bin/ps", argv);// 带p的，可以使用环境变量PATH，无需写全路径execvp("ps", argv);// 带e的，需要自己组装环境变量execve("/bin/ps", argv, envp);exit(0);
}

事实上,只有execve是真正的系统调用,其它五个函数最终都调用 execve,所以execve在man手册 第2节,其它函数在 man手册第3节。

5. 制作做一个简易的shell

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.hqwc.cn/news/96232.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系编程知识网进行投诉反馈email:809451989@qq.com，一经查实，立即删除！

相关文章

22.3D等距社交媒体菜单的悬停特效

22.3D等距社交媒体菜单的悬停特效

效果 源码 <!doctype html> <html><head><meta charset="utf-8"><title>CSS Isometric Social Media Menu</title><link rel="stylesheet" href="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/font-awesome/6.1.…
阅读更多...
vue从零开始学习

vue从零开始学习

npm install慢解决方法：删掉nodel_modules。 5.0.3：表示安装指定的5.0.3版本 ~5.0.3：表示安装5.0X中最新的版本 ^5.0.3: 表示安装5.x.x中最新的版本。 yarn的优点： 1.速度快，可以并行安装 2.安装版本统一 项目搭建： 安装nodejs查看node版本：node -v安装vue clie : np…
阅读更多...
【已解决】Java 后端使用数组流 Array.stream() 将数组格式的 Cookie 转换成字符串格式

【已解决】Java 后端使用数组流 Array.stream() 将数组格式的 Cookie 转换成字符串格式

&#x1f389;工作中遇到这样一个场景&#xff1a;远程调用某个接口&#xff0c;该接口需要用户的 Cookie 信息进行权限认证&#xff0c;认证通过之后才可以打通并返回数据。 在后端拿到 httpServletRequest 后&#xff0c;调用 getCookies() 方法&#xff0c;返回的是一个 Coo…
阅读更多...
Adobe Illustrator 2023 for mac安装教程，可用。

Adobe Illustrator 2023 for mac安装教程，可用。

Adobe Illustrator 是行业标准的矢量图形应用程序&#xff0c;可以为印刷、网络、视频和移动设备创建logos、图标、绘图、排版和插图。数以百万计的设计师和艺术家使用Illustrator CC创作&#xff0c;从网页图标和产品包装到书籍插图和广告牌。此版本是2023版本&#xff0c;适配…
阅读更多...
STM32f103入门（10）ADC模数转换器

STM32f103入门（10）ADC模数转换器

ADC模数转换器 ADC简介AD单通道初始化代码编写第一步开启时钟第二步 RCCCLK分频 6分频 72M/612M第三步 配置GPIO 配置为AIN状态第四步&#xff0c;选择规则组的输入通道第五步 用结构体 初始化ADC第六步 对ADC进行校准编写获取电压函数初始化代码如下 Main函数编写 ADC简介 ADC…
阅读更多...
Qt应用开发(基础篇)——输入对话框 QInputDialog

Qt应用开发(基础篇)——输入对话框 QInputDialog

一、前言 QInputDialog类继承于QDialog&#xff0c;是一个简单方便的对话框&#xff0c;用于从用户获取单个值。 对话框窗口 QDialog QInputDialog输入对话框带有一个文本标签、一个输入框和标准按钮。输入内容可以字符、数字和选项&#xff0c;文本标签用来告诉用户应该要输入…
阅读更多...
Linux服务——nginx的配置及模块

Linux服务——nginx的配置及模块

目录 一、nignx配置 1、nginx的配置文件 2、使用server语句块构建虚拟主机 3、alias别名 4、location语句 二、nginx模块 access模块 验证模块 自定义错误页面 日志存放位置 检测文件是否存在 长连接设置 ngx_http_autoindex_module 模块 三、nginx的高级配置 1、…
阅读更多...
leetcode 823. 带因子的二叉树(dp+双指针+Long类型)

leetcode 823. 带因子的二叉树(dp+双指针+Long类型)

leetcode 823. 带因子的二叉树(dp双指针Long类型) 题目表述 给出一个含有不重复整数元素的数组 arr &#xff0c;每个整数 arr[i] 均大于 1。 用这些整数来构建二叉树&#xff0c;每个整数可以使用任意次数。其中&#xff1a;每个非叶结点的值应等于它的两个子结点的值的乘积…
阅读更多...
电商项目part10 高并发缓存实战

电商项目part10 高并发缓存实战

缓存的数据一致性 只要使用到缓存&#xff0c;无论是本地内存做缓存还是使用 redis 做缓存&#xff0c;那么就会存在数据同步的问题。 先读缓存数据&#xff0c;缓存数据有&#xff0c;则立即返回结果&#xff1b;如果没有数据&#xff0c;则从数据库读数据&#xff0c;并且把…
阅读更多...
OTFS-ISAC通信最新进展

OTFS-ISAC通信最新进展

测试场景 Tx DD域帧结构导频区域 Rx DD域帧导频区域 原始星座图 信道估计及数据检测 经过MP算法后的星座图 误码率曲线
阅读更多...
2023_Spark_实验二：IDEA安装及配置

2023_Spark_实验二：IDEA安装及配置

一、下载安装包 链接&#xff1a;百度网盘 请输入提取码 所在文件夹&#xff1a;大数据必备工具--》开发工具(前端后端)--》后端 下载文件名称&#xff1a;ideaIU-2019.2.3.exe &#xff08;喜欢新版本也可安装新版本&#xff0c;新旧版本会存在部分差异&#xff09; IDEA …
阅读更多...
【多线程案例】生产者消费者模型（堵塞队列）

【多线程案例】生产者消费者模型（堵塞队列）

文章目录 1. 什么是堵塞队列&#xff1f;2. 堵塞队列的方法3. 生产者消费者模型4. 自己实现堵塞队列 1. 什么是堵塞队列&#xff1f; 堵塞队列也是队列&#xff0c;故遵循先进先出的原则。但堵塞队列是一种线程安全的数据结构&#xff0c;可以避免线程安全问题&#xff0c;当队…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023