Linux-进程控制

1.进程创建

1.1fork函数

在linux中fork函数是⾮常重要的函数，它从已存在进程中创建⼀个新进程。新进程为⼦进程，⽽原进程为⽗进程。

1.2fork函数的返回值

• ⼦进程返回0，
• ⽗进程返回的是⼦进程的pid。

1.3写时拷贝

1.4fork常规用法

 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，⽗进程等待客⼾端请求，
⽣成⼦进程来处理请求

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。

1.5fork调用失败的原因

系统中有太多的进程
实际⽤⼾的进程数超过了限制

2.进程终止

进程终⽌的本质是释放系统资源，就是释放进程申请的相关内核数据结构和对应的数据和代码。

2.1进程退出场景

• 代码运⾏完毕，结果正确
• 代码运⾏完毕，结果不正确
• 代码异常终⽌

2.2进程常见退出方法

正常终⽌（可以通过 echo $? 查看进程退出码）：

1. 从main返回
2. 调⽤exit
3. _exit

异常退出：

• ctrl + c，信号终⽌

2.2.1退出码

退出码（退出状态）可以告诉我们最后⼀次执⾏的命令的状态。在命令结束以后，我们可以知道命令是成功完成的还是以错误结束的。其基本思想是，程序返回退出代码 0 时表⽰执⾏成功，没有问题。代码 1 或 0 以外的任何代码都被视为不成功。
Linux Shell 中的主要退出码：

2.2.2_exit函数

2.2.3exit函数

2.3.4return退出

return是⼀种更常⻅的退出进程⽅法。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必要性

• 之前讲过，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。
• 另外，进程⼀旦变成僵⼫状态，那就⼑枪不⼊，“杀⼈不眨眼”的kill -9 也⽆能为⼒，因为谁也
没有办法杀死⼀个已经死去的进程。
• 最后，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进程等待的方法

3.2.1wait方法

3.2.2waitpid方法

3.2.3获取子进程status

3.2.4阻塞与非阻塞等待

4.进程替换程序

fork() 之后,⽗⼦各⾃执⾏⽗进程代码的⼀部分如果⼦进程就想执⾏⼀个全新的程序呢？进程的程序
替换来完成这个功能！

程序替换是通过特定的接⼝，加载磁盘上的⼀个全新的程序(代码和数据)，加载到调⽤进程的地址空间中！

4.1替换原理

4.2替换函数

4.2.1函数解释

• 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

4.2.2命名理解

5.自主Shell命令行解释器

5.1目标

• 要能处理普通命令
• 要能处理内建命令
• 要能帮助我们理解内建命令/本地变量/环境变量这些概念
• 要能帮助我们理解shell的允许原理

5.2实现原理

考虑下⾯这个与shell典型的互动：

5.3源码

代码实现：

5.4总结

在继续学习新知识前，我们来思考函数和进程之间的相似性

exec/exit就像call/return

⼀个C程序有很多函数组成。⼀个函数可以调⽤另外⼀个函数，同时传递给它⼀些参数。被调⽤的函数执⾏⼀定的操作，然后返回⼀个值。每个函数都有他的局部变量，不同的函数通过call/return系统进⾏通信。

这种通过参数和返回值在拥有私有数据的函数间通信的模式是结构化程序设计的基础。Linux⿎励将这种应⽤于程序之内的模式扩展到程序之间。如下图

⼀个C程序可以fork/exec另⼀个程序，并传给它⼀些参数。这个被调⽤的程序执⾏⼀定的操作，然后通过exit(n)来返回值。调⽤它的进程可以通过wait（&ret）来获取exit的返回值。