父子进程。

本文介绍了操作系统中的父进程与子进程概念,包括它们的关系、创建过程、通信机制(如IPC)以及终止子进程的方式。还提及了fork、execve和exit等关键系统调用。此外,init进程和守护进程作为相关概念也得到提及。

父进程与子进程

父进程和子进程是操作系统中的两个概念,用于描述进程之间的关系。

父进程(Parent Process)是指创建其他进程的进程。当一个进程创建了一个新的进程,新进程就成为了父进程的子进程。父进程可以创建多个子进程,但是每个子进程只有一个父进程。

子进程(Child Process)是由父进程创建的进程。子进程继承了父进程的一些属性和资源,并且可以执行不同的代码。子进程可以创建自己的子进程,形成进程树的结构。

在操作系统中,进程之间可以通过进程间通信(Inter-Process Communication,IPC)机制进行数据交换和协调工作。父进程和子进程之间可以通过共享内存、管道、消息队列、信号等方式进行通信。

通常情况下,父进程会在创建子进程后继续执行自己的任务,而子进程则可以执行独立的任务。父进程有时候也会等待子进程的结束,并获取子进程的执行结果。

需要注意的是,父进程和子进程是相对的概念,同一个进程可以同时是其他进程的父进程和子进程,形成进程的层级结构。

引出fork的定义

子进程要么去执行与父进程共享代码段中的另一组不同函数,或者,更为常见的 情况是使用系统调用 execve()(一类库函数以execve开头)去加载并执行一个全新程序。execve()会销毁现有的文本段、数 据段、栈段及堆段,并根据新程序的代码,创建新段来替换它们。

可使用以下两种方式之一来终止一个进程:其一,进程可使用**_exit()系统调用(或相关的 exit()库函数)**,请求退出;其二,**向进程传递信号,将其“杀死”。**无论以何种方式退出,进程 都会生成“终止状态”,一个非负小整数,可供父进程的 wait()系统调用检测。在调用_exit()的 情况下,进程会指明自己的终止状态。若由信号来“杀死”进程,则会根据导致进程“死亡” 的信号类型来设置进程的终止状态。(有时会将传递进_exit()的参数称为进程的“退出状态”,以 示与终止状态有所不同,后者要么指传递给_exit()的参数值,要么表示“杀死”进程的信号。) 根据惯例,终止状态为 0 表示进程“功成身退”,非 0 则表示有错误发生。大多数 shell 会 将前一执行程序的终止状态保存于 shell 变量$?中。

其他概念分类:

init 进程

守护进程

### 父子进程 PID 的含义 PID 即进程的标识符,用于唯一标识系统中的每个进程。每个进程都有一个与之对应的 PID,程序每次运行都会生成不同的进程,即便代码相同,但进程里的 PCB(进程控制块)和数据会发生变化,而 PCB 不同,PID 也就不同。父进程的 PID 是该进程在系统中被分配的唯一标识,子进程的 PID 则是在父进程调用 `fork` 函数创建它时,系统为其分配的唯一标识。可以通过系统调用接口,使用 `getpid()` 方法获取某一个进程的 PID,使用 `getppid()` 方法来获取该进程的 PPID(父进程 PID)[^1][^3]。 ### 父子进程 PID 的特点 - **唯一性**:在同一时刻,系统中的每个进程都有一个唯一的 PID,这确保了系统能够准确地区分不同的进程。 - **动态分配**:PID 是在进程创建时由系统动态分配的,不同时间创建的进程,其 PID 通常不同。 - **父进程 PID 相对稳定**:除重新登陆 xshell 外,一个进程的父进程 PPID 总是不变的。每次登录 xshell 时,系统会创建一个新的 bash 进程,所以每次的 bash 进程的 PID 可能不同,而在终端上输入的所有进程都是 bash 的子进程[^3]。 ### 相关知识 在 Linux 系统中,父进程可以通过调用 `fork` 函数来创建子进程。`fork` 函数从调用该函数的进程复制出子进程,被复制的进程称为父进程,复制出来的进程称为子进程。以下是一个简单的示例代码: ```c #include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <unistd.h> int main() { printf("1\n"); pid_t pid = fork(); printf("2\n"); if (pid == 0) { // 子进程 printf("子进程 PID: %d,父进程 PID: %d\n", getpid(), getppid()); } else if (pid > 0) { // 父进程 printf("父进程 PID: %d,子进程 PID: %d\n", getpid(), pid); } else { // fork 失败 perror("fork"); } return 0; } ``` 在这个示例中,`fork` 函数调用后会返回两次,在父进程中返回子进程的 PID(一个大于 0 的值),在子进程中返回 0。通过判断 `fork` 的返回值,可以区分父进程和子进程,并进行不同的操作。
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