进程process

author:sun

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1.main(int argc,char *argv)
2.进程终止:
  1).main函数返回 2).exit(0)退出 退出码给回收的函数,一般是bash回收。 3).若是库函数则通过正常手段回收资源  4).abort函数 void abort(void);
3.进程标识符:每个进程都有一个非负整型表示的唯一进程ID。当一个进程终止后,其进程ID就可以再次使用了。
     pid_t getpid(void);  返回自己的pid
     pid_t getppid(void); 返回父进程的pid
  pstree 可见1号进程(虚模式),它是由0号进程创建的。1号进程,不能进行操纵,但保证了整个系统的安全。0号进程是实模式,不可见,不可操作的。
4.进程是短整型,有限的,进程结束要回收。若子进程结束,应立即由父进程回收。若父进程没有sigchid信号处理函数嗲用wait等待子进程结束,又没有忽略该信号,则一直保持僵尸状态。父进程的兄弟无权回收子进程!僵尸进程不占用内存,也没有可执行代码,只是在进程列表中保留一个位置。僵尸进程过多会导致父进程无法产生可用的进程号,以至于无法产生新进程。若父进程也结束,则1号进程会收养它,为它收尸。
  pid_t wait(int *status) 只要有一个子进程结束就返回,否则挂起。一次只能回收一个子进程。
  pid_t waitpid(pid_t pid,int *status,int options)
 status状态(man page查看)
 options: WNOHANG   子进程不存在立即返回
          WUNTRACED 植物人状态,资源仍在stopped,占用CPU  
          WCONTINUED休眠状态(暂时放弃CPU)
 根据不同的返回值确定是否结束进程:
      < -1 等待其组ID等于pid绝对值的任何一个子进程
      = -1 等待任何一个子进程,与wait功能一致
      =  0 等待其组ID等于调用进程组ID的任一子进程
      >  0 传有效的PID等待
5.fork函数---->由fork创建的进程是子进程
  pid_t fork(void); 调用一次返回两次。子进程返回0,父进程返回的是新子进程ID,出错返回-1
  子进程复制了父进程的资源
  写时复制机制:数据段由父子进程共享。若父子进程中任一个试图修改这些区域,则内核只为修改区域的内存作一个副本。节省了空间和资源,提高了效率。
6.vfork函数---->创建子进程,但不复制父进程资源
  pid_t vfork(void);   子进程在调用exec之前,它在父进程的空间中运行。
  vfork保证子进程先运行,调用exec或exit后父进程才能被调度运行。
区别: fork:子进程拷贝父进程数据段,代码段,父子进程的执行次序不确定。
     vfork:子进程与父进程共享数据段。子进程先运行,调用exec或exit后父进程才能被调用
     若在调用exec/exit之前子进程依赖于父进程的操作,会导致死锁。
7.wait和waitpid函数
  当一个进程正常或者异常终止时,内核就向父进程发送SIGCHID信号。因为子进程终止时异步事件(父进程运行时任何时候发生),所以这种信号也是内核向父进程发的异步通知。父进程可以忽略,也可提供一个该信号一发生就被调用的执行函数(信号处理程序)。
调用wait或waitpid的进程会:
  1).若所有子进程正在运行,则阻塞
  2).若一个子进程已终止,正等待父进程获取其中值状态,则取得该子进程中值状态立即返回
  3).如没有子进程,出错返回。
  pid_t wait(int *status);
  pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);
  若成功返回进程ID,出错返回-1。
  wait:在一个子进程终止之前,wait使其阻塞。若已终止立即返回,否则阻塞到一个子进程终止。
  waitpid:返回终止子进程进程ID
8.execve系统调用
  当进程调用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main函数开始执行。exec只是用一个全新的程序替换了当前进程的正文,数据,堆和栈。
  int execl(const char *path, const char *arg, ...);  命令,命令所需要的参数
  int execlp(const char *file, const char *arg, ...);
  int execle(const char *path, const char *arg,..., char * const envp[]);
  int execv(const char *path, char *const argv[]);
  int execvp(const char *file, char *const argv[]);以上都是库函数
  int execve(const char *filename, char *const argv[], char *const envp[]);内核的系统调用
  execl,execlp,execle将命令行参数为一个单独的参数,以空指针结尾。
  execv,execvp,execve应先构造一个指向各参数的指针数组,将该数组地址作为这三个函数的参数。*argv[0]指自己


### Python `multiprocessing.Process` 的使用方法及示例 #### 方法概述 在 Python 中,`multiprocessing.Process` 是实现多进程的核心类之一。它允许开发者通过创建独立的子进程来执行特定的任务[^2]。每个子进程拥有自己的内存空间,因此不会与其他进程共享全局变量。 以下是 `Process` 类的主要参数说明: - **target**: 可调用的对象(通常是函数),表示新进程中要运行的目标任务。 - **args**: 传递给目标函数的位置参数元组。 - **kwargs**: 传递给目标函数的关键字参数字典。 - **daemon**: 设置守护进程标志,默认为 False。如果设置为 True,则当父进程终止时,子进程会自动被销毁而不等待其完成。 #### 示例代码 下面是一个简单的例子展示如何使用 `multiprocessing.Process` 创建和启动一个新的进程: ```python from multiprocessing import Process import os def info(title): print(f"{title} - PID: {os.getpid()}") def f(name): info('function f') print(f'hello {name}') if __name__ == '__main__': info('main line') p = Process(target=f, args=('bob',)) p.start() p.join() # 主程序在此处阻塞直到子进程结束 ``` 在这个例子中,我们定义了一个名为 `f` 的函数作为子进程中的主要逻辑,并将其传入到 `Process` 实例化过程中。最后通过调用 `p.start()` 启动这个新的进程[^3]。 #### 守护进程行为分析 关于守护进程的行为特性,在某些场景下可能需要注意。例如,当设置了 `p.daemon=True` 并且父进程提前退出的情况下,即使子进程尚未完成工作也会立即被强制关闭。这可以通过如下实验验证: ```python from multiprocessing import Process import time def worker(): try: while True: print("Worker is running...") time.sleep(1) except KeyboardInterrupt: print("Stopping gracefully.") if __name__ == "__main__": process = Process(target=worker) process.daemon = True # 设定为守护模式 process.start() time.sleep(5) # 让主线程短暂休眠几秒后再退出 print("Main process exiting.") ``` 上述脚本展示了当主进程仅存活五秒钟之后便自行终结的情形下,尽管子进程仍在尝试循环输出日志消息,但由于它是作为一个守护进程存在,故随着主进程消亡而被迫停止运作。 #### 数据共享解决方案 对于需要跨不同进程间交换数据的需求来说,单独依靠基本类型的副本拷贝显然是不够高效的;此时可借助于 `multiprocessing.Manager` 提供的功能构建更为复杂的结构体来进行通信与同步控制[^4]。比如下面的例子演示了怎样利用管理器生成一个可供多方读写的列表容器: ```python from multiprocessing import Manager, Process def add_items(lst): lst.append("Item added by subprocess!") if __name__ == '__main__': with Manager() as manager: shared_list = manager.list(['Initial item']) proc = Process(target=add_items, args=(shared_list,)) proc.start() proc.join() print(shared_list) ``` 这里采用了上下文管理的方式确保资源能够得到妥善释放的同时也简化了异常处理流程的设计复杂度。 ---
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