Linux系统编程

课程目标：

　　构建一个基于主机系统的多客户即时通信/聊天室项目

参考教程

Robert Love， Linux System program

进程结构

进程由程序、数据和进程控制三部分组成

进程状态

TASK_RUNNING(运行): R 可执行状态。正在执行，在就绪队列中等待。 

TASK_INTERRUPTIBLE(可中断): S 睡眠（阻塞）。如果条件满足，内核将其状态设置为运行。收到信号而被提前唤醒并投入运行。

进程创建与终止

1、进程的创建

　　创建函数: pid_t fork(void); (在父进程返回，fork()返回子进程ID,在子进程中返回，fork()返回0。当进程数达到上限或者内存不足时，可能会出错，返回值为-1，系统调用并不直接返回错误码，而是将错误码放在全局变量errno中)

　　各种错误情况下errno的值：　 1) 进程达到上限 errno=EAGAIN

　　　　　　　　　　　　　　　　2) 系统内存不足 errno=ENOMEM

　　获取进程ID:getpid(); getppid();

　　应该避免产生“孤儿进程”（孤儿进程还未结束，父进程却已经结束），解决方法：子进程托孤，或者让其父进程最后退出。

　　子进程托孤：init进程（PID=1）接管。

　　Questions：

　　如何实现子进程托孤？fork()例3中的子进程为何能够在父进程退出后，托孤给init进程（难道父进程退出后，自动托孤，不用额外的操作）？

　　fork()例3中为什么原进程会存在一个父进程？

　　子进程都继承了父进程哪些东西？试用代码举例。

2、Linux中的两个特殊的进程

　　0号进程：所有进程的祖先

　　　　swapper进程（调度进程）：负责进程间的调度，内核直接控制，用户进程无法访问。

　　　　执行cpu_idle()函数

　　　　没有其他进程处于TASK_RUNNING,内核会选择0号进程运行

　　0号进程创建的1号进程

　　　　初始化进程在内核引导流程结束时被调用，用于初始化系统环境。初始化文件是/erc/rc*文件、/etc/inittab文件及/etc/init.d目录下的文件。初始化进程从不退出。

　　　　init进程创建和监控其他进程的活动

　　　　接管孤儿进程

3、进程的终止

　　1）显式的系统调用

#include <stdlib.h>
void exit(int status);    //退出前把文件缓冲区的内容写回文件

#include <unistd.h>
void _exit(int status);    //退出后缓冲区数据丢失

　　这两个函数调用后，进程转化为僵尸进程。

　　2）从程序结尾离开

　　3）被信号终止 SIGTERM（signal terminate） SIGKILL　

　　　　kill [-s <信号名称或编号>][程序]

 　　　  kill [-l <信号编号>]
     　　　　若不加<信息编号>选项，则-l参数会列出全部的信息名称。 

  　　　 //强行中止（杀掉）一个进程pid为324的进程：
　　　　＃kill －9 324

　　　　#free

　　Questions:

　　　　进程管理中信号有哪些，以及编号都是什么，如何使用？

　　4）被内核杀掉 Segmentation violation

　　　　当进程出现异常时，会被内核杀掉。

　　进程终止内核会传送一个SIGCHLD（signal child）信号给它的父进程

　　若一个子进程在终止时整体消失，父进程将无法取回任何的信息

　　若子进程先于它的父进程结束，则内核应该让子进程进入僵尸进程的状态，等待父进程来打听它的状态，状态打听后，僵尸进程才会正式结束。

　　僵尸进程的内核数据结构

　　　　僵尸进程只会保留最小的骨架：进程的PID,退出状态，运行时间

　　　　僵尸进程的避免：

　　　　i 父进程通过wait和waitpid等函数等待子进程结束（导致父进程立刻阻塞自己，直到有一个子进程退出）。

　　　　　#include <sys/types.h>

　　　　　#include <sys/wait.h>

　　　　   pid_t  wait(int *status); 　　wait(&status) =>waitpid(-1,&status,0)

　　　　　返回值：1.结束的子进程pid      2.-1，如果没有子进程

　　　　　status(两个字节)：1.高字节：子进程exit时设置的代码，低字节为0    2.如果子进程的退出是因为收到信号，低字节为信号的编码

　　　　　有时会见到wait函数的参数是NULL,表示父进程并不关心子进程的状态，只是等待子进程结束，并获得子进程信息，防止其成为孤儿进程或僵死进程。

　　　　　pid_t  waitpid(pid_t pid, int *status, int options);

　　　　　pid取值：

#include <signal.h>
typedef void (*sighandler_t)(int);
sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);

　　状态标志：

　　信号：

　　三种方式执行多任务处理：轮询、中断、DMA(与中断的区别)

　　Questions：

　　为什么两次fork可以将孙进程托孤给init进程？

　　handler句柄是什么东西？ 

　　信号处理句柄可能是用户指定的函 数，SIG_IGN 或 SIG_DFL。

4、进程组

　　一个或多个进程的集合

　　作业控制

　　getpgrp() & setpgid()

To be continued...