进程控制

一.进程的基本概念归结：具有以下4个要素

1.要有一段程序供该进程运行。

2.进程专用的系统堆栈空间。

3.进程控制快，在Linux中的具体实现是task_struct结构。

4.具有独立的存储空间。

Linux操作系统包括三种不同类型的进程，每种进程都有自己的特点和属性：

1.交互进程：由一个shell启动的进程。交互进程既可以在前台运行，也可以在后台运行。

2.批处理进程：这种进程和终端没有联系，是一个进程序列。

3.监控进程（也称守护进程）：Linux系统启动时启动的进程，并在后台运行。

 

二.进程控制块：在Linux中，每隔进程在创建是都会被分配一个数据结构，称为进程控制块（process control block，简称PCB）。PCB是为了系统为了管理进程设置的一个专门的数据结构，用它来记录进程的外部特征，描述进程的运动变化过程。系统利用PCB来控制和管理进程，所以PCB是系统感知进程存在的位移标志。进程与PCB是一一对应的关系。

2.1获得进程的ID：
#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

pid_t getpid(void);

函数返回：调用进程的进程ID。

 

三.进程控制的相关函数：

3.1派生一个进程： 
#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

pid_t fork(void);

返回：若成功，父进程中返回子进程ID，子进程中返回0：若出错则返回-1.

fork系统调用的作用是赋值一个进程。当一个进程调用他，完成后就出现两 个几乎一模一样的进程。我们也由此得到了一个新进程。由fork创建的新进 程被成为子进程（child process），而将原来的进程称为父进程（parent  process）。子进程是父进程的一个拷贝，即子进程从父进程得到了数据段和 堆栈段的拷贝，这些需要分配新的内存：而对于只读的代码段，通常使用共 享内存的方式访问。fork返回后，子进程和父进程都从调用fork函数的下一 条语句开始执行。至于是父进程先执行还是子进程先执行是不确定的。取决 与内核所使用的调度算法。如果需要父、子进程之间相互同步，则要求某种 形式的进程间通信。

 

fork函数的主要用途是：

3.1.1：一个进程希望复制自身，从而父子进程能同时执行不同段的代     码。

3.1.2：进程想执行另外一个程序

 

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

pid_t vfork(void);

返回：与fork函数相同。父进程中返回子进程的进程号，在子进程中返回 0，若出错则返回-1.fork函数与vfork函数之间是有区别的。fork函数要拷贝 父进程的数据段：而vfork则不需要完全拷贝父进程的数据段，在子进程没 有exec或exit之前，子进程与伏击昵称共享数据段。fork不对父子进程的执 行次序进行任何限制：而在vfork调用中，子进程先运行，父进程挂起，直 到子进程调用了exec或exit之后，父子进程的执行次序才不再有限制。所以 vfork函数创建出来的严格意义上说是一个线程。

 

3.2exec函数： 
#include <unstd.h>

int execl(const char* pathname, const char* arg, ...);

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

int execle(const char* pathname, const char* arg, ..., char* const envp[]);

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

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

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

6个函数返回：若成功则无返回值，如出错则返回-1.

其中只有execve函数才是真正意义上的系统调用，其他都是在此基础上经过 包装的库函数。exec函数族的作用是根据指定的文件名找到可执行文件，并 用它来取代调用进程的内容，换句话说，就是在调用进程内部执行一个可执 行文件。这里的可执行文件既可以是二进制问家你，也可以是任何Linux下 可执行的脚本文件。与一般情况不同exec函数族的函数执行成功后不会返 回，因为调用进程的实体，包括代码段，数据段和堆栈等都已经被新的内容 取代，只是进程ID等一些表面殇的信息人保持原样，调用失败才会返回一 个-1，从原程序的调用点接着往下执行。

 

#include <stdio.h>

void perror(const char* s);

参数s所指的字符串会先打印出，后面再加上错误原因字符串。此错误原因 依照全局变量errno的值来决定要输出的字符串。

 

注意：如果用到了exec函数族，一定记得要使用错误判断语句。因为与其他 系统调用相比，exec很容受伤，被执行文件的位置，权限等很多因素都能导 致该调用的失败。最常见的错误是：

3.2.1找不到文件或路径，此时errno被设置为ENOENT。

3.2.2数组argv和envp忘记使用NULL结束，此时errno被设置为EFAULT 3.2.3没有要队执行文件的运行权限，此时errno被设置为EACCES。

3.3：exit和_exit函数：

#include <stdlib.h>

void exit(int status);

#include <unistd.h>

void _exit(int status);