进程控制块PCB
task_struct结构体:
进程id。系统中每个进程有唯一的id,在C语言中用pid_t类型表示,其实就是一个非负整数。
进程的状态。有运行(运行、就绪)、挂起、停止、僵尸等状态。
进程切换时需要保存和恢复的一些CPU寄存器。
描述虚拟地址空间的信息。
描述控制终端的信息。
当前工作目录(Current Working Directory)。
umask掩码。
文件描述符表。包含很多指向file结构体的指针。
和信号相关的信息。
用户id和组id。
控制终端、Session和进程组。
进程可以使用的资源上限(Resoruce Limit)。
进程控制fork
fork 的作用是根据一个现有的进程复制出一个新进程,原来的进程称为父进程(Parent Process),新进程称为子进程(Child Process)。系统中同时运行着很多进程,这些进程都是从最初只有一个进程开始一个一个复制出来的。
在Shell下输入命令可以运行一个程序,是因为Shell进程在读取用户输入的命令之后会调用fork复制出一个新的Shell进程。
写一个简单程序,主进程打印3次,子进程打印5次,了解进程执行顺序。
#include "./common/head.h" /*功能: *主进程打印3次,子进程打印4次。 */ int main() { int n; //打印次数,在主进程和子进程中,分别赋不同的值 char *msg; //打印内容,主进程和子进程赋不同的值 pid_t pid = fork(); if(pid < 0){ perror("fork"); exit(1); } if(pid == 0){ //子进程 n = 5; msg = "child process~\n"; }else{ //主进程 n = 3; msg = "parent process\n"; } //无论主进程还是子进程,都会执行到这里 while(n--){ printf(msg); sleep(1); } return 0; }
结果:
![]()
注意:父进程和子进程,到底哪个先运行,完全由CPU调度,不可控。
bash先复制一个进程./a.out,a.out进程又复制了一个子进程。即bash是a.out的爹,a.out又是子进程的爹。当a.out结束以后,它的父进程bash会给a.out收尸,但a.out的子进程却还在运行,a.out的子进程结束之后,因为父亲a.out已经死了,所以它变成孤儿进程,由1号进程收养。
解析:主进程、子进程执行过程,如下图所示:
getpid/getppid函数:
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
pid_t getpid(void);
pid_t getppid(void);
fork在子进程中返回0,子进程可以调用getpid函数得到自己的进程id,也可以调用getppid函数得到父进程的id。在父进程中调用getpid可以得到自己的进程id,然而想要得到子进程的id,只有将fork的返回值记录下来,别无它法。
创建10个子进程,并打印它们的pid和父亲的pid,代码演示如下:
#include "./common/head.h" /*功能: *创建10个子进程,并打印它们的pid和它们父亲的pid。 */ int main() { pid_t pid; for(int i = 0; i < 10; i++) { pid = fork(); if(pid < 0){ perror("fork"); exit(1); } if(pid == 0){ //子进程,等价于if(!pid) printf("child[%d], pid = %d, parentpid = %d\n", i, getpid(), getppid()); break; //子进程跳出循环,否则编号9的子进程创建出8个子进程,编号为8的子进程又会创建出7个子进程,以此类推。爆栈。 } } return 0; }
结果:
解析:
由于CPU的调度问题,可能运行结果与上图有差异,由此可见,父子进程甚至子进程之间,都存在竞争关系,CPU调度到哪个,哪个就开始执行,并没有先后顺序。也有可能出现子进程变成孤儿,parentpid=1的情况。