Linux编程基础 ：进程管理

一、进程控制

1.创建单个进程

#include <unistd.h>
pid_t fork(void);

frok函数功能

创建进程；函数执行后，系统会创建一个与原进程几乎相同的进程，之后父子进程都继续执行，如图所示：

返回值说明

• 成功：返回两个值，子进程创建成功后，原程序会被复制，就有了两个fork函数。父进程的fork函数会返回子进程的pid，子进程的fork函数会返回0。
• 不成功：若子进程创建失败，原程序不会复制，父进程的fork函数返回-1。

案例

使用fork函数创建一个进程，创建成功后父子进程分别执行不同的功能。

test_fork.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main(){
	pid_t tempPid;
	tempPid = fork();
	if(tempPid == -1){
		perror("fork error");
	}else if(tempPid > 0){//parent
		printf("parent process, pid = %d, ppid = %d\n", getpid(), getppid());
	}else{//child
		printf("child process, pid = %d, ppid = %d\n", getpid(), getppid());
	}//of if
	printf("......finish......");
	return 0;
}//of main

问题1：多次执行test_fork会发现，child process后输出的ppid不等于parent process的pid，而等于1。

原因：出现这种情况，是因为父进程先于子进程终止，子进程变成“孤儿进程”，后面由init进程来接收。

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问题2：终端提示符后面仍然有子进程信息打印，而命令提示符在最后一行的开头闪烁。

原因：子进程的创建不会按代码执行顺序创建，并顺序分配pid，而是随机分配，而且在执行中还会产生孤儿进程。

2.创建多个进程

我们可以尝试把创建单个进程的代码放入循环中：

int i;
for(i = 0; i < 2; i ++){
	tempPid = fork();
}//of for i

问题1：我们运行代码后发现实际上创建了四个而不是两个进程，分析结果如下（每次调用fork函数，系统会复制原程序）：

1. i=0，第一次循环，会有两份test_fork文件
2. i=1，第二次循环，第一份test_fork文件又会有两份test_fork文件，第二份test_fork文件也会有两份
3. 每一次循环，进程的总数是当前进程数量的两倍，2次循环则为 2 ^2 = 4个进程。

解决方法：如果只希望父进程可以创建新进程，则在for循环中添加一个判断：若当前进程不是父进程，则跳出循环。

test_fork2.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main(){
	pid_t tempPid;
	int i;
	for(i = 0; i < 2; i ++){
		if((tempPid = fork()) == 0){
			break;
		}//of if
	}//of for i
	if(tempPid == -1){
		perror("fork error");
	}else if(tempPid > 0){//parent
		printf("parent process, pid = %d, ppid = %d\n", getpid(), getppid());
	}else{//child
		printf("I am child process = %d, pid = %d, ppid = %d\n", i + 1, getpid(), getppid());
	}//of if
	printf("......finish......");
	return 0;
}//of main

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问题2：案例2的输出结果有如下问题：
（1）子进程的编号不是递增的；
（2）终端提示符后面仍然有子进程信息打印，而命令提示符在最后一的开头闪烁。这是为什么？

原因：在Linux系统中，子进程应由父进程回收，但是当子进程被创建后，它与它的父进程及其它进程共同竞争系统资源，所以父子进程执行的顺序是不确定的，终止的先后顺序也是不确定的。
Shell命令提示符也是1个进程，它需要和新建进程一起竞争CPU。

3.进程的执行顺序：利用sleep函数，暂缓进程执行

案例

test_fork3.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main(){
	pid_t tempPid;
	int i;
	for(i = 0; i < 2; i ++){
		if((tempPid = fork()) == 0){
			break;
		}//of if
	}//of for i
	if(tempPid == -1){
		perror("fork error");
	}else if(tempPid > 0){//parent
		sleep(2);
		printf("parent process, pid = %d, ppid = %d\n", getpid(), getppid());
	}else{//child
	 	sleep(i);
		printf("I am child process = %d, pid = %d, ppid = %d\n", i + 1, getpid(), getppid());
	}//of if
	printf("......finish......");
	return 0;
}//of main