0725------Linux基础----------进程

浏览数：14 / 时间：2015年06月20日

1. fork

　　1.1 通过 fork 创建的父子进程对于fork之前打开的fd，共享文件偏移量。这是因为，父进程fork一个子进程后，会有自己的进程表项，因此二者各有一套相同的文件描述符表，他们共享了文件表项，因而也就共享了偏移量。此外，close 的关闭采用的是引用计数，当执行close时，是把该fd 窒息那个的的内核中的文件表现的引用计数减1，仅当引用计数为0 时，才是真正的销毁该结构。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
#define ERR_EXIT(m)     do {         perror(m);        exit(EXIT_FAILURE);    }while(0)

/*
 * 父子继承共享文件偏移量
 */

int main(int argc, const char *argv[])
{
    int fd = open("test.txt", O_RDONLY);
    if(fd == -1){
        ERR_EXIT("open");
    }
    pid_t pid;
    if((pid = fork()) < 0){
        ERR_EXIT("fork");
    }
    else if(pid == 0){
        char buf[10] = {0};
        read(fd, buf, 3);
        printf("in Child buf = %s\n", buf);
        close(fd); //此处引用计数 减 1
    }
    else{
        sleep(3);
        char buf[10] = {0};
        read(fd, buf, 3);
        printf("in parent buf = %s\n", buf);
        close(fd);
    }
    return 0;
}

　　1.2 目前我们碰到的共享文件偏移量的情况有 2 种：

　　　　a）通过dup 等手段复制fd，此时两个fd 共享文件偏移量（文件表项）；

　　　　b）fork 父子进程，二者共享文件偏移量。

　　1.3 shell的工作原理：当我们在键盘上敲入”ls”的时候

　　　　a)shell（bash、zsh）先fork一个子进程

　　　　b)将子进程的代码使用exec替换为“ls”

　　　　c)shell负责该子进程的回收

　　1.4 对于经典的fork+exec的组合模式，fork出子进程再进行替换，那么复制完整的子进程的地址空间是无意义的。所以提出两种解决方案：

　　　　a)vfork：vfork的目的就是为了exec；

　　　　b)对于fork采用写时复制技术。

　　1.5 fork的写时复制技术：

　　　　a)fork子进程时，仅仅复制页表项，而不是具体的进程空间。同时将地址空间设为只读。

　　　　b)每当任何一方试图修改地址空间时，就自己复制一份。

　　1.6 写时复制（COW）使得父子进程，在物理上共享地址空间的，但是在逻辑上地址空间是相互独立的。

2.关于父子进程的处理

　　2.1 处理僵尸进程的手段：

　　　　a)处理SIGCHLD信号；

　　　　b)采用wait、waitpid。

　　2.2 如果没有任何子进程，那么执行wait时，会立刻返回-1，同时errno为ECHLD。否则阻塞，使用WNOHANG可以避免阻塞。

　　2.3 waitpid不是按照顺序回收子进程。

　　　　2.3.1 不按照顺序回收的例子。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#define ERR_EXIT(m)     do {         perror(m);        exit(EXIT_FAILURE);    }while(0)
#define N 10
int main(int argc, const char *argv[])
{
    int i;
    pid_t pid;
    for(i = 0; i < N; i++){
        if((pid = fork()) < 0){
            ERR_EXIT("fork");
        }
        else if(pid == 0){
            exit(100 + i); //子进程返回退出码
        }
    }
    int status;
    while((pid = waitpid(-1, &status, 0)) > 0){//回收所有的子进程
        if(WIFEXITED(status)){// 判断子进程是否正常退出
            printf("child %d return success %d\n", pid, WEXITSTATUS(status));
        }
        else
            printf("chidl %d return errno\n", pid);
    }
    if(errno != ECHILD){
        ERR_EXIT("waitpid");
    }
    return 0;
}

　　　　2.3.2 若要顺序回收，可以用waitpid 一次等待每个特定的pid，若没有等到，会一直阻塞。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#define ERR_EXIT(m)     do {         perror(m);        exit(EXIT_FAILURE);    }while(0)
#define N 10
/*
 * 顺序回收
 *
 */
int main(int argc, const char *argv[])
{
    int i;
    pid_t pid[N];
    for(i = 0; i < N; i++){
        if((pid[i] = fork()) < 0){
            ERR_EXIT("fork");
        }
        else if(pid[i] == 0){
            exit(100 + i); //子进程返回退出码
        }
    }
    int status;
    i = 0;
    pid_t ret;
    while((ret = waitpid(pid[i], &status, 0)) > 0){//回收所有的子进程
        if(WIFEXITED(status)){// 判断子进程是否正常退出
            printf("child %d return success %d\n", ret, WEXITSTATUS(status));
        }
        else
            printf("chidl %d return errno\n", pid[i]);
        i++;
    }


    if(errno != ECHILD){
        ERR_EXIT("waitpid");
    }
    return 0;
}

　　2.4 system与exec区别：

　　　　a)exec替换的是当前进程

　　　　b)system则是创建子进程，然后调用exec替换

　　　　2.4.1 exec的例子。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#define ERR_EXIT(m)     do {         perror(m);        exit(EXIT_FAILURE);    }while(0)

int main(int argc, const char *argv[])
{
    printf("Enter main\n");

    execlp("ls", "ls", "-l", NULL);//替换当前子进程

    printf(" Leave main\n");
}

　　　　2.4.2 system的例子。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#define ERR_EXIT(m)     do {         perror(m);        exit(EXIT_FAILURE);    }while(0)

int main(int argc, const char *argv[])
{
    printf("Enter main\n");

    system("ls -l");
    printf(" Leave main\n");
}