1.进程创建
fork（）为什么有两个返回值？
- （1）fork（）会创建子进程，两个进程都会指向return语句，所有有两个返回值。
- （2）fork（）之后if和else会同时执行，id有两份，子进程查第一份，父进程查第二份。
- （3）创建一个进程，就等于多了一个PCB，地址空间，页表，映射关系。
- （4）fork（）之后，父子进程代码共享，数据以写时拷贝的形式各自私有一份。（速度更快，效率更高，节省资源）
- （5）子进程返回0，父进程返回子进程的pid。
数据区(data seg):也称全局区或者静态区，根据名称我们就应该知道用来存放一些全局的东西，比如我们经常用到的静态变量、全局变量等都会存放到数据区，此区域上的东西都被全局所共享。比如我们可以采取类名.的方式就可以访问到方法，这就是所谓的静态方法，存放到数据区的。
代码区：存放程序编译后可以执行代码的地方。比如执行代码时写的While语句、if条件语句等，都会存放到此。
二.进程终止
1.程序退出的场景
- （1）代码运行完毕，结果正确
- （2）代码运行完毕，结果不正确
- （3）代码异常终止
进程终止就要把这个进程所占的物理内存资源释放掉，页表，地址空间都不要。
2.进程常见退出方法
正常终止：
- （1）从main函数返回
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。
只有进程终止的时候，才会刷新缓冲区。
- （2）调用exit
在任何时候调用exit，都表示当前进程退出
#incude<unistd.h>
void exit(int status);
exit后也会调用exit, 但在调用exit之前，还做了其他工作：
- 执行用户通过 at_exit或on_exit定义的清理函数。
- 关闭所有打开的流，所有的缓存数据均被写入
- 调用_exit
- （3）_exit
#include<unistd,h>
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
它终止时不会刷新缓冲区
异常终止：
ctrl + c，信号终止
echo $? 查看最近一个进程的退出码。
四.进程等待
1.进程等待的必要性
- （1）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。
- （2）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。
- （3）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。
- （4）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
2.进程等待的方法
- （1）wait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
//进程等待回收子进程的内存资源，避免内存泄漏。
1 #include<iostream>
2 #include<unistd.h>
3 #include<stdlib.h>
4 #include<sys/wait.h>
5 #include<sys/types.h>
6
7 using namespace std;
8
9
10 int main()
11 {
12 pid_t id = fork();
13 if(id == 0)
14 {
15 //子进程
16 cout << "I am a child...." << endl;
17
18 sleep(5);
19 //sleep(10);
20 exit(1);
21 }
22 else
23 {//父进程
24 wait(NULL);
25 cout << "I am a father ..." << endl;
26 //sleep(20);
27 //wait(NULL);
28
29 //sleep(5);
30
31 }
- （2）waitpid方法
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。
options的等待方式有两种：
（1）阻塞式：（pid = 0）调用scanf时，没有输入数据，把进程阻塞了，设置为非r状态，进入等待序列
唤醒：将状态设为r，将PCB放入运行队列中。
非阻塞式：当你要等某个人的时候，不能因为等它，而阻止自己发生的事。
- （1）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。
- （2）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。
- （3）如果不存在该子进程，则立即出错返回。
3.获取子进程的status
- （1）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。
- （2） 如果传递NULL，表示不关心子进程的退出状态信息。
- （3） 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。
- （4）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）：
当收到信号时，先看是正常还是异常，如果正常就看退出码，如果异常的话就不用看。
37 int main()
38 {
39 pid_t id = fork();
40 if(id == 0)
41 {
42 //child
43 printf("child : pid : %d, ppid : %d \n",getpid(),getppid());
44 sleep(5);
45 exit(13);
46 }
47 else
48 {
49 //father
50 printf("father : pid : %d , ppid : %d\n",getpid(),getppid());
51 int status = 0;
52
53
54 while(1)
55 {
56 int ret = waitpid(id, &status, WNOHANG);
57
58 if(ret < 0)
59 {
60 printf("wait error , wait ret : %d\n",ret);
61 break;
62 }
63 else if(ret > 0)
64 {
65 printf("wait success... : %d\n",ret);
66 printf("exit status ... : %d\n",(status >> 8)&0xff);
67 printf("exit signal ... : %d\n",status & 0x7f);
68 }
69 else
70 {
71 sleep(1);
72 printf("parent wait again\n");
73 }
74 }
75 sleep(5);
76 }
77 return 0;
78 }
四.进程程序替换
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。
2.替换函数
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[]);
int execve(const char *path, char *const argv[], char *const envp[]);
3.函数解释
- （1）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，不在返回。
- （2）如果调用出错则返回-1。
- （3）所以exec函数只有出错的返回值而没有成功的返回值。
4.命名理解
- （1）l（list）：表示参数采用列表。
- （2）v（vector）：参数用数组。
- （3）p（path）：有p自动搜索环境变量PATH。
- （4）e（env）：表示自己维护环境变量。
#include<iostream>
#include<unistd.h>
using namespace std;
int main()
{
execl("/usr/bin/ls", "ls", "-a", "-l", "-i", NULL)
//execl中第一个参数带得是命令的路径。
execlp("top", "top", NULL);
//第一个top是你要执行谁，第二个top是你要怎样执行。
char* argv[] = {"ls", "-a", "-l", "-i", NULL};
execv("/usr/bin/ls", argv);
execvp("ls", argv);
return 0;
}
调用一个接口阻塞了，怎么办？
进程想从键盘里面输入数据，如果不输内容，程序就会在那里卡住，把一个进程卡住，不是进程不运行了，而是把进程设置为非r状态，然后放进等待队列中；如果事件就绪，操作系统就会把进程唤醒。
bash怎么把命令跑起来？
bash读取命令行上的所有命令，先fork（）创建子进程，bash等子进程，子进程程序替换，子进程就跑传入的命令。
//简单的shell书写
#include <iostream>
2 #include <unistd.h>
3 #include <cstdio>
4 #include <string>
5 #include <cstring>
6 #include <stdlib.h>
7 #include <sys/wait.h>
8 #include <sys/types.h>
9
10
11 using namespace std;
12 #define NUM 1024
13
14 int main()
15 {
16 char buff[1024] = {0};
17 for(;;)
18 {
19
20 string tips = "[xxx@localhost YYY]# ";
21 cout << tips;
22
23 fgets(buff, sizeof(buff) - 1,stdin);
24 buff[strlen(buff) - 1] = 0;
25
26 //提取数据ls -a -l -o
27 char * argv[NUM];
28 argv[0] = strtok(buff," ");
29 int i = 0;
30 while(argv[i])
31 {
32 i++;
33 argv[i] = strtok(NULL," ");
34 }
35
36 pid_d id = fork();
37 if(id == 0)
38 {
39 //child
40 cout << "child running ...... " << endl;
41 execvp(argv[0],argv);
42 exit(123);
43 }
44 else
45 {
46 int status = 0;
47 waitpid(id,&status,0);
48 cout << "Exit Code " << WEXITSTATUS(status) << endl;
49 }
50
51 }
52 return 0;
53 }
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