进程——c语言

进程标识

每一个进程都有一个非负整数表示的唯一进程ID。ID为0的进程通常是调度进程，是内核的一部分。进程ID为1的进程通常是init进程，负责在自举内核后启动一个UNIX系统。init通常读取与系统相关的初始化文件（etc/rc*等）。init进程不会终止，是一个以超级用户权限运行的普通用户程序，不是内核中的系统进程。init会成为所有孤儿进程的父进程。

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函数fork

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

由fork创建的进程被称为子进程。fork被调用一次，但是返回两次。子进程中返回0，父进程中则返回子进程的进程ID。子进程和父进程会继续执行fork之后的代码，子进程是父进程的副本，子进程会获得父进程的数据空间，堆和栈。注意是父进程的副本，而不是共享。
使用fork的例子：

if( (pid=fork())<0){//此处调用一个fork
    //返回值小于0，出错啦
}else if(pid == 0){
    //此处在子进程中
    doChildsWork();、
    //exit（0）; //这个代码使子进程结束。
}else{
    //此处在父进程中
    doParentsWork();
}
doBothTodo();//此处代码父子进程都会执行。

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函数wait和waitpid

当一个进程正常终止或异常终止时，内核就向其父进程发送SIGCHLD信号，父进程可以选择忽略此信号，或者提供一个该信号发生即被执行的信号处理函数。对于这种信号，系统的默认操作是忽略。
这里讲一下“僵死进程”：
在类UNIX系统中，僵尸进程是指完成执行（通过exit系统调用，或运行时发生致命错误或收到终止信号所致）但在操作系统的进程表中仍然有一个表项（进程控制块PCB），处于”终止状态”的进程。这发生于子进程需要保留表项以允许其父进程读取子进程的exit status：一旦退出态通过wait系统调用读取，僵尸进程条目就从进程表中删除，称之为”回收（reaped）”。但如果父进程没有调用wait，僵尸进程将保留进程表中的表项，导致了资源泄漏。
如果编写一个长期运行的程序，它fork了很多子程序，那么除非父进程等待取得子程序的终止状态，不然这些子进程终止后就会变成僵死进程。
下面给出wait和waitpid的声明：

#include <sys/wait.h>
pid wait(int *statloc);
pid waitpid9pid_t pid,int *statloc,int options);

调用wait和waitpid会发生：

• 如果其所有子进程都在运行，则阻塞
• 如果一个子进程已终止，正等待父进程获取其终止状态，则取得终止状态，立即返回。
• 如果没有任何子进程，则立即出错返回。

如果进程因为接收到SIGCHLD信号而调用wait（信号处理函数），我们期待wait立即返回。但是如果在随即时间点调用wait，则进程可能会阻塞。
另外，这两个函数存在一些区别：

• 在一个子程序结束前，wait使其调用者阻塞，而waitpid有一选项，可是调用者不阻塞。
• waitpid并不等待其调用之后的第一个终止子程序，它有若干个选项可以控制它所等待的进程。

这两个函数的参数statloc是一个整型指针。如果statloc不是一个空指针，则终止进程的终止状态就存放在它所指向的单元内。如果不关心终止状态，则可将该参数设为空指针。
对于waitpid函数，pid参数的作用如下。

• pid=-1，等待任意子程序，此时与wait相同
• pid>0，等待进程ID与pid相同的子程序
• pid=0，等待组ID和调用进程组ID的任意子程序
• pid<-1,等待组ID等于pid绝对值的任一子程序

阅读unix网络编程之后发现一种处理结束的子进程防止僵死进程的方式：

signal(SIGCHLD,sig_chld);
void sig_chld(int signo){
    int statloc;
    pid_t pid;
    /**
     * 下面的while循环中
     * 使用了waitypid函数，第一个参数-1表示任意wait子进程，与wait相同
     * 第二个参数用于保存进程终止状态
     * 第三个参数是option，WNOHANG代表如果没有终止的子进程，不阻塞而是直接返回。
     * 说一下使用while+WNOHANG的原因：
     * unix中信号是不排队的，也就是说，如果在SIGCHLD信号处理的过程中，有其他子进程结束，产生SIGCHLD信号。
     * 新的SIGCHLD信号是不递交的（也就是说，即使有多个子进程结束，即产生多个SIGCHLD，也只会处理一次）。
     * 所以，我们需要在一次信号处理中，肯能需要处理多个终止子程序，因此使用while
     * 至于WNOHANG选项，如果不加上，就阻塞在信号处理程序了。
     */
    while((pid=waitpid(-1,&statloc,WNOHANG))>0){
        //todo
        //信号处理函数不应该使用printf这类不可重入函数
        printf("子进程%d结束",pid);
    }
    return;
}

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函数exec

当进程调用一种exec函数时，该进程执行的程序完全替换为新程序，而新程序从其main函数处开始执行。因为调用exec并不创建新进程所以前后进程ID没有变化。

#include <unist.h>
/* Execute the file FD refers to, overlaying the running program image.
   ARGV and ENVP are passed to the new program, as for `execve'.  */
extern int fexecve (int __fd, char *const __argv[], char *const __envp[])

/* Execute PATH with arguments ARGV and environment from `environ'.  */
extern int execv (const char *__path, char *const __argv[])

/* Execute PATH with all arguments after PATH until a NULL pointer,
   and the argument after that for environment.  */
extern int execle (const char *__path, const char *__arg, ...)

/* Execute PATH with all arguments after PATH until
   a NULL pointer and environment from `environ'.  */
extern int execl (const char *__path, const char *__arg, ...)

    /* Execute FILE, searching in the `PATH' environment variable if it contains
   no slashes, with arguments ARGV and environment from `environ'.  */
extern int execvp (const char *__file, char *const __argv[])

/* Execute FILE, searching in the `PATH' environment variable if
   it contains no slashes, with all arguments after FILE until a
   NULL pointer and environment from `environ'.  */
extern int execlp (const char *__file, const char *__arg, ...)