C++ 进程控制

本文将指导你掌握进程管理关键函数如fork(), getppid(), ps/kill命令,以及execl/execlp和wait/waitpid的使用。了解进程与程序区别,进程状态和创建方法,并通过实例解析常见操作。

摘要生成于 C知道 ,由 DeepSeek-R1 满血版支持, 前往体验 >

学习目标:

  1. 掌握fork/getpid/getppid函数的使用
  2. 熟练掌握ps/kill命令的使用
  3. 熟练掌握execl/execlp函数的使用
  4. 熟练掌握wait函数的使用
  5. 熟练掌握waitpid函数的使用

进程和程序的区别: 进程是动态的  程序是静态的,进程  = PCB+程序+数据 

进程的五种状态:分别为初始态,就绪态,运行态,挂起态与终止态。

 

进程创建     fork函数

原型: pid_t fork(void);

函数参数:无

返回值:调用成功:父进程返回子进程的PID,子进程返回0;

        调用失败:返回-1,设置errno值。

特别需要注意的是:不是fork函数在一个进程中返回2个值,而是在父子进程各自返回一个值。

 

 考试题:  看下列代码:

int main()
{
   for(int i=0;i<5;i++){
       fok();
      printf("%d",i);
   } 
 
   return 0;
}

打印了多少次

一共 31进程 每个打印5次 一共5*31 次

 

ps命令和kill命令

  1. ps aux | grep "xxx"
  2. ps ajx | grep "xxx"
  • -a:(all)当前系统所有用户的进程
  • -u:查看进程所有者及其他一些信息
  • -x:显示没有控制终端的进程 -- 不能与用户进行交互的进程【输入、输出】
  • -j: 列出与作业控制相关的信息
  1. kill -l 查看系统有哪些信号
  2. kill -9 pid 杀死某个线程

  getpid/getppid

  1. getpid - 得到当前进程的PID

pid_t getpid(void);

  1. getppid - 得到当前进程的父进程的PID

pid_t getppid(void);

execl函数

函数原型: int execl(const char *path, const char *arg, ... /* (char  *) NULL */);

参数介绍:

  • path: 要执行的程序的绝对路径
  • 变参arg: 要执行的程序的需要的参数
  • arg:占位,通常写应用程序的名字
  • arg后面的: 命令的参数
  • 参数写完之后: NULL

返回值:若是成功,则不返回,不会再执行exec函数后面的代码;若是失败,会执行execl后面的代码,可以用perror打印错误原因。

execl函数一般执行自己写的程序。

execlp函数

函数原型: int execlp(const char *file, const char *arg, .../* (char  *) NULL */);

参数介绍:

  • file: 执行命令的名字, 根据PATH环境变量来搜索该命令
  • arg:占位
  • arg后面的: 命令的参数
  • 参数写完之后: NULL

返回值:若是成功,则不返回,不会再执行exec函数后面的代码;若是失败,会执行exec后面的代码,可以用perror打印错误原因。

execlp函数一般是执行系统自带的程序或者是命令.

wait函数

  • 函数原型:

pid_t wait(int *status);

  • 函数作用:
  • 阻塞并等待子进程退出
  • 回收子进程残留资源
  • 获取子进程结束状态(退出原因)。
  • 返回值:
  • 成功:清理掉的子进程ID
  • 失败:-1 (没有子进程)
  • status参数:子进程的退出状态 -- 传出参数
  • WIFEXITED(status):为非0        → 进程正常结束

WEXITSTATUS(status):获取进程退出状态

  • WIFSIGNALED(status):为非0 → 进程异常终止

WTERMSIG(status):取得进程终止的信号编号。

waitpid函数

  • 函数原型:

pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, in options);

  • 函数作用

同wait函数

  • 函数参数

参数:

pid:

pid = -1 等待任一子进程。与wait等效。

pid > 0 等待其进程ID与pid相等的子进程。

pid = 0 等待进程组ID与目前进程相同的任何子进程,也就是说任何和调用

waitpid()函数的进程在同一个进程组的进程。

pid < -1 等待其组ID等于pid的绝对值的任一子进程。(适用于子进程在其他组的情况)

status: 子进程的退出状态,用法同wait函数。

options:设置为WNOHANG,函数非阻塞,设置为0,函数阻塞。

  • 函数返回值

>0:返回回收掉的子进程ID;

-1:无子进程

=0:参3为WNOHANG,且子进程正在运行。

 

#include #include using namespace std; typedef struct page { int num; int bl_num; int i; struct page *next; }p_list,*p_ptr; typedef struct memory { int data; struct memory *next; }m_list,*m_ptr; int wst[8][8]; int v,z,qy_f=0,qy_l=0,yh; void change_add(int bl_num,int me_s,int lo_ad) { int b,c; yh=lo_ad/me_s; b=lo_ad%me_s; c=bl_num*me_s+b; cout<<"页号和偏移量:"<<yh<<"---"<<b<<endl; cout<<"物理地址为:"<<hex<<c<next=NULL; s=k; l=new p_list; l->next=NULL; r=l; for(m=0;mnum=m; p->bl_num=-1; p->i=0; r->next=p; r=p; } r->next=NULL; for(m=0;mdata=-1; s->next=q; s=q; } s->next=NULL; } void show_page(p_ptr l) { p_ptr r; r=l->next; cout<<"页号"<<" "<<"块号"<<" "<<"状态位"<<endl; while(r!=NULL) { cout<<" "<num<<" "<<setw(2)<bl_num<<" "<i<next; } } void show_memory(m_ptr k) { m_ptr s; s=k->next; cout<<"主存"<<endl; while(s!=NULL) { cout<data<next; } } void init_wst() { for(int i=0;i<8;i++) { for(int j=0;j<8;j++) { wst[i][j]=rand()%2; } } } void print_wst() { for(int i=0;i<8;i++) { for(int j=0;j<8;j++) { cout<<wst[i][j]<<" "; } cout<<endl; } } int rand_bl() { int bl_nu; for(int i=0;i<8;i++) { for(int j=0;jnext; while(s!=NULL) { if(s->data==-1) { i++; s=s->next; } else { return i; } } return i; } int mzf(m_ptr k,int page_num) { int i=0; m_ptr s; s=k->next; while(s!=NULL) { if(s->data==page_num) { return 1; } else { s=s->next; } } return 0; } int FIFO(p_ptr &l,m_ptr &k,int page_num,int bl_nu) { int m; p_ptr r; m_ptr s,t,u; u=new m_list; s=k->next; r=l->next; while(r!=NULL) { if(r->num==page_num&&r->i!=0) { break; } if(r->num==page_num&&r->i==0) { r->i=1; r->bl_num=bl_nu; qy_f++; } r=r->next; } if(pdk(k)!=0&&pdk(k)==z) { while(s!=NULL) { if(s->data==page_num) { show_page(l); show_memory(k); return 0; } s=s->next; } s=k->next; for(m=0;mnext; } s->data=page_num; z--; show_page(l); show_memory(k); return 0; } if(pdk(k)==0) { if(mzf(k,page_num)==1) { show_page(l); show_memory(k); return 0; } if(mzf(k,page_num)==0) { while(s->next!=NULL) { t=s; s=s->next; } t->next=NULL; r=l->next; while(r!=NULL) { if(r->num==s->data) { r->bl_num=-1; r->i=0; } r=r->next; } delete s; u->data=page_num; u->next=k->next; k->next=u; show_page(l); show_memory(k); } } } /*int LRU(p_ptr &l,m_ptr &k,int page_num,int bl_nu) { int m; p_ptr r; m_ptr s,t,u; u=new m_list; s=k->next; r=l->next; while(r!=NULL) { if(r->num==page_num&&r->i!=0) { break; } if(r->num==page_num&&r->i==0) { r->i=1; r->bl_num=bl_nu; qy_l++; } r=r->next; } if(pdk(k)!=0&&pdk(k)==z) { while(s!=NULL) { if(s->data==page_num) { show_page(l); show_memory(k); return 0; } s=s->next; } s=k->next; for(m=0;mnext; } s->data=page_num; z--; show_page(l); show_memory(k); return 0; } if(pdk(k)==0) { if(mzf(k,page_num)==1) { while(s->next!=NULL) { t=s; if(s->data==page_num) { } } show_page(l); show_memory(k); return 0; } if(mzf(k,page_num)==0) { while(s->next!=NULL) { t=s; s=s->next; } t->next=NULL; r=l->next; while(r!=NULL) { if(r->num==s->data) { r->bl_num=-1; r->i=0; } r=r->next; } delete s; u->data=page_num; u->next=k->next; k->next=u; show_page(l); show_memory(k); } } }*/ void main() { int lo_ad,bl_nu,bl_sz,ra_bl; p_ptr page; m_ptr memory; cout<<"请输入页表长度:"<>v; cout<<"请输入块数:"<>z; cout<<"请输入块的长度(b):"<>bl_sz; init_wst(); init_page(page,memory); show_page(page); show_memory(memory); while(lo_ad!=-1) { ra_bl=rand_bl(); cout<<"请输入逻辑地址:"<>hex>>lo_ad; change_add(ra_bl,bl_sz,lo_ad); if(yh>v-1) { cout<<"error"<<endl; continue; } cout<<dec; cout<<"FIFO:"<<endl; FIFO(page,memory,yh,ra_bl); cout<<"缺页数:"<<qy_f<<endl; } }
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