APUE学习笔记——8.1-8.4 进程基础

最新推荐文章于 2021-04-28 16:52:15 发布

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原文链接：http://www.cnblogs.com/Windeal/p/4284651.html

本文深入探讨了进程ID的特性，包括唯一性、复用性及特殊进程ID的含义。详细介绍了进程创建函数fork()与vfork()的区别，以及它们如何影响进程的正文段和数据段。通过实例演示了子进程对变量的修改如何影响父进程。

进程ID

1 进程id是唯一的。（不会有进程id一样的两个进程）

2进程id是可复用的，一个进程销毁后，它的id号可以被新的进程使用。但是Unix采用了延迟复用的算法，也就是进程销毁后它的id不会立即被使用。

3 进程id为0的是调度进程。这是系统进程，是内核的一部分。

4 进程id为1的是init进程。init进程读取初始化文件/etc/rc*files 或者/etc/inittab，以及在/etc/init.d中的文件，使系统处于某种状态。 init进程是用户进程，而不是系统进程。

进程id相关函数

[cpp]view plaincopy 
    
 #include <unistd.h>  
 pid_t getpid(void);  
                 Returns: process ID of calling process  
 pid_t getppid(void);  
                 Returns: parent process ID of calling process  
 uid_t getuid(void);  
                 Returns: real user ID of calling process  
 uid_t geteuid(void);  
                 Returns: effective user ID of calling process  
 gid_t getgid(void);  
                   Returns: real group ID of calling process  
 gid_t getegid(void);  
                 Returns: effective group ID of calling process  

创建新进程

#include <unistd.h>
pid_t fork(void);
                    Returns: 0 in child, process ID of child in parent,−1 on error

Unix可以使用系统函数fork()创建一个新进程。

fork()执行一次返回两次。

返回值：

0：表示子进程

子进程id：表示父进程

子进程可以通过getppid()来获取父进程id，所以只需要返回0，表示创建成功即可.而对于父进程来说，他无从得知子进程的id，因此在创建的时候就应该吧子进程的Id号返回给他。

我们知道，每个进程都会涉及到进程控制块、正文段、数据段，三部分内容。

进程控制块是每个进程独有的，这就不用多说。

正文段里面是程序的指令，都是只读的，因此父进程和子进程可以共享这部分内容。share

数据段：子进程会拷贝一份父进程的数据段（数据空间、堆、栈）。注意：这里是copy而不是share

由于我们知道，一般创建子进程后，进阶着就是使用exec替换子进程为一个新的程序了，这是父进程的数据段内容就没什么用了。因此，现代系统在实现的时候，采用了写时复制copy-on-write（COW）。该方法就是内核将数据段设置为共享share，但它是只读的，当父进程或者子进程下需要对数据进行修改时，就自己copy一个副本。

Example

#include "apue.h"
#include "myerr.h"
int  globvar=6;/*external variable in initialized data */
char  buf[] = "a write to stdout\n";
int
main(void)
{
        int  var; /* automatic variable on the stack */
        pid_t  pid;
        var = 88;
        if (write(STDOUT_FILENO, buf, sizeof(buf)-1) != sizeof(buf)-1)
                err_sys("write error");
        printf("before fork\n"); /* we don’t flush stdout */
        if ((pid = fork()) < 0) {
                err_sys("fork error");
        }else if (pid == 0) { /* child */
                globvar++;  /* modify variables */
                var++;
        }else {
                sleep(2);  /* parent */
        }
        printf("pid = %ld, glob = %d, var = %d\n", (long)getpid(), globvar, var);
        exit(0);
}

执行结果：

windeal@ubuntu:~/Windeal/apue$ ./exe 
a write to stdout
before fork
pid = 4523, glob = 7, var = 89
pid = 4522, glob = 6, var = 88
windeal@ubuntu:~/Windeal/apue$

在这个例子中，我们在子进程中对globvar和var都进行自加，然后又在父进程中sleep(2)，使得子进程先执行。

最终结果，父进程的数据都没变，子进程globvar和var都变成了新的值。

从例子中可以看出，正文段是共享的，都使用了printf语句（你要说是copy，我就不跟你辩了。。。）

vfork()

功能与fork()基本相似。

不同点：

vfork保证子进程先执行，也就是子进程执行了exec程序或者exit后才执行fork()。如果子进程中有依赖父进程的下一步动作才能执行的部分，可能会导致死锁。

vfork创建的子进程会共享父进程的数据段。也就是说它会改变父进程的数据。

#include "apue.h"
#include "myerr.h"
int  globvar=6;/*external variable in initialized data */
int
main(void)
{
        int  var; /* automatic variable on the stack */
        pid_t  pid;
        var = 88;
        printf("before vfork\n"); /* we don’t flush stdio */
        if ((pid = vfork()) < 0) {
                err_sys("vfork error");
        }else if  (pid == 0) { /* child */
                globvar++;  /* modify parent’s variables */
                var++;
                _exit(0);  /* child terminates */
        }
        /* parent continues here */
        printf("pid = %ld, glob = %d, var = %d\n", (long)getpid(), globvar, var);
        exit(0);
}

执行结果：

windeal@ubuntu:~/Windeal/apue$ ./exe 
before vfork
pid = 6298, glob = 7, var = 89
windeal@ubuntu:~/Windeal/apue$

可以看到父进程globvar和var被子进程改变了。

vfork()被一些版本视为过时的接口，一般不使用。所以不必过多研究，多用fork()来创建新进程即可。

转载于:https://www.cnblogs.com/Windeal/p/4284651.html