进程控制

1、进程是一个程序的一次执行过程，同时也是资源分配的最小单元，根据它的生命周期可分为三种状态：执行态、就绪态和等待态。Linux中的进程包含三个段：数据段、代码段和堆栈段。

2、Linux进程控制编程

@1、fork函数创建，在unistd.h库中定义，函数原型为pid_t fork(void)。fork函数调用一次却返回两次；在父进程中返回子进程的ID，在子进程中返回0，出错返回负值。Fork子进程是对父进程的拷贝，即子进程从父进程得到数据段和堆栈段（有些linux操作系统不是完全拷贝），需要分配内存；对于只读代码段是共享方式访问，子进程和父进程的执行顺序是不确定的，由调度方法决定。

@2、vfork函数创建，vfork函数区别于fork有以下三点：

a、vfork()子进程与父进程共享数据段；

b、fork()父子进程的执行次序不确定，而vfork()保证子进程先运行

c、vfork()保证子进程先运行，在它调用exec或exit之后父进程才可能被调度运行，如果在调用这两个函数之前子进程依赖于父进程的进一步动作，则会导致死锁。

@3、exac函数族，根据指定的文件名或目录名找到可执行文件，并用它来取代原调用进程的数据段、代码段和堆栈段，执行完之后，原调用进程的内容除了进程号外，其余都被新进程替换。它的六个成员为：

int execl(const char *path,const char *arg0,...);

int execv(const char *path,char *const argv[ ]);

int execle(const char *path,const char *arg0,...,char *const envp[ ]);

int execve(const char *path,char *const argv[ ],char *const envp[ ]);

int execlp(const char *filename,const char *arg0,...);

int execvp(const char *filename,char *const argv[ ]);

可以做一个简单归纳，如下图：

 

使用exec函数族注意几点：找不到文件或路径；数组argv和envp忘记用NULL结束；没有对应的执行文件的运行权限。

@4、exit()和_exit()

exit()函数定义在stdlib.h中，原型为void exit(int status)，而_exit()定义在unistd.h中，原型为void _exit(int status)；

_exit()函数的作用最为简单：直接使进程停止运行，清除其使用的内存空间，并清除其在内核中的各种数据结构；exit()函数则在这些基础上作了一些包装，在执行退出之前加了若干道工序，exit()函数与_exit()函数最大的区别在于exit()函数在调用exit系统之前要检查文件的打开情况，把文件缓冲区中的内容写回文件，就是“清理I/O缓冲”，因此，若要保证数据的完整性，就一定要用exit()函数。

@5、system函数

#include <stdlib.h>

int system(const char *string)

调用fork产生子进程，由子进程来调用/bin/sh -c string（shell）来执行参数string所代表的命令，在编写具有SUID/SGID权限的程序时请勿使用system()，system()会继承环境变量，通过环境变量可能会造成系统安全的问题。

@6、wait()和waitpid()进程等待

wait()原型：pid_t wait (int *status);它会暂时停止目前进程的执行，直到有信号来到或子进程结束。如果在调用wait()时子进程已经结束，则wait()会立即返回子进程结束状态值。子进程的结束状态值会由参数status返回，而子进程的进程识别码也会一起返回。如果不在意结束状态值，则参数status可以设成NULL。

waitpid()原型：pid_t waitpid(pid_t pid,int *status,int options);wait会令调用者阻塞直至某个子进程终止，而waitpid则可以通过设置一个选项来设置为非阻塞，另外waitpid并不是等待第一个结束的进程而是等待参数中pid指定的进程。

waitpid()参数意义如下图：