《进程创建》《进程终止》《进程等待》《进程程序替换》

本文深入讲解Linux中的进程创建、终止、等待及程序替换等核心概念。详细解析fork函数的使用,包括其返回值、调用失败原因及如何避免僵尸进程。同时,介绍了进程正常和异常终止的方法,以及exec系列函数在程序替换中的应用。

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1.进程创建
fork函数初始
在linux中fork函数时非常重要的函数,它从以存在的进程中创建一个新进程。新进程为子进程,而原进程为父进程。

#include<unistd.h>
pid_t  fork(void);
返回值:子进程中返回``0,父进程返回子进程id,出错返回-1

进程调用fork后,当控制转移到内核中的fork代码后,内核做:
1.分配新的内存块和内核数据结构给子进程
2.将父进程部分数据结构内容拷贝至子进程
3.添加子进程到系统进程列表当中
4.fork返回,开始调度器调度
在这里插入图片描述
当一个进程调用fork后,就有两个二进制代码相同的进程。而且他们都运行到相同的地方。但是每个进程都将可以开始他们自己的旅程,看如下程序
int main( void )
{
pid_t pid;
printf(“Before: pid is %d\n”, getpid());
if ( (pid=fork()) == -1 )perror(“fork()”),exit(1);
printf(“After:pid is %d, fork return %d\n”, getpid(), pid); sleep(1);
return 0; }

运行结果: [root@localhost linux]# ./a.out
Before: pid is 43676
After:pid is 43676, fork return 43677
After:pid is 43677, fork return 0

这里看到了三行输出,一行before,两行after。进程43676先打印before消息,然后它有打印after。另一个after 消息有43677打印的。注意到进程43677没有打印before,
在这里插入图片描述
所以,fork之前的父进程独立执行,fork之后,父子两个执行流分别执行。fork之后,谁先执行完全由调度器决定。

fork函数返回值
1.子进程返回0
2.父进程返回子进程的pid

fork调用失败的原因
1.系统有太多的进程
2.实际用户的进程数超过了限制

2.进程终止
进程常见退出方法
正常终止(可以通过echo$? 查看进程退出码):
1.从main返回
2.调用exit
3._exit
异常退出
1.ctrl+c,信号终止

-exit函数
_exit:它是简单粗暴,直接将进程退出
exit函数
exit:是有节操的,当要终止推出一个进程的时候,他会把进程的善后工作做好,所以exit是会做收尾工作的,比如说:对缓冲区进行刷新

return 退出
return是一种更常见的退出进程方法。执行return n等同于执行exit(n),因为调用main的运行时函数会将main的返 回值当做 exit的参数。

3.进程等待
进程等待的必要性
1.子进程退出,父进程如果不管不顾,就可能造成‘僵尸进程’的问题,进而造成内存泄漏。
2.另外,进程一旦变成僵尸状态,那就刀枪不入,“杀人不眨眼”的kill -9 也无能为力,因为谁也没有办法 杀死一个已经死去的进程。
3.后,父进程派给子进程的任务完成的如何,我们需要知道。如,子进程运行完成,结果对还是不对, 或者是否正常退出。
4.父进程通过进程等待的方式,回收子进程资源,获取子进程退出信息

进程等待的方法
wait方法
#include<sys/types.h>
#include<sys/wait.h>

pid_t wait(int *status);

返回值:
成功返回被等待进程的pid,失败返回-1
参数:
输出型参数,获取子进程的退出状态,不关心则可以设置为NULL

4.程序替换
进程替换:替换一个进程正在运行调度的程序(重新加载另一个程序的代码和数据到内存中,让当前的pcb去调度这个新的程序)
如何让原来的pcb去调度新的程序:更新页表的映射关系,初始化虚拟地址空间
如何替换:exec函数
其实有六种以exec开头的函数,统称exec函数:

#include <unistd.h>`
//可变参数列表
int execl(const char *path, const char *arg, ...); execl("ls","-a"."-l",NULL)
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[]={"ls","-l","-a",NULL};execl("ls",argv); 
int execvp(const char *file, char *const argv[]);
//系统参数列表
int execve(const char *path, char *const argv[], char *const envp[]);

程序替换:首先要告诉shell,新的程序在哪里,叫什么名字,以及程序的运行参数是什么,以及环境变量有什么
l和v的区别:l在进行程序替换的时候,程序运行参数是逐个通过函数不定参数赋予的,v是通过一个字符串指针数组赋予的
有没有p的区别:在于新的程序文件是否需要指定路径在哪里,带有p就可以不需要指定路径,shell会默认去PATH环境变量指定的路径下查找
有没有e的区别:在于运行新程序的时候是否重新初始化变量,如没有e则默认使用父进程已有的环境变量,若有e则表示自定义

函数解释
这些函数如果调用成功则加载新的程序从启动代码开始执行,不再返回。 如果调用出错则返回-1 所以exec函数只有出错的返回值而没有成功的返回值

命名理解

l(list) : 表示参数采用列表
v(vector) : 参数用数组
p(path) : 有p自动搜索环境变量PATH
e(env) : 表示自己维护环境变量

### 使用 kubeadm 部署 Kubernetes 多 Master 高可用集群 #### 准备工作 在开始之前,确保所有节点已正确配置并满足以下条件: - 所有节点均已安装 `kubeadm`、`kubelet` 和 `kubectl` 工具[^1]。 - 启用了 `kubelet` 服务但尚未启动它[^2]。 #### 初始化第一个主节点 (Master Node) 在第一个主节点上运行以下命令来初始化集群: ```bash sudo kubeadm init --control-plane-endpoint="LOAD_BALANCER_DNS:6443" \ --upload-certs --pod-network-cidr=10.244.0.0/16 --cri-socket=unix:///run/cri-dockerd.sock ``` 其中: - `LOAD_BALANCER_DNS` 是负载均衡器的 DNS 名称或 IP 地址,用于访问 API Server。 - `--upload-certs` 参数允许证书上传到共享存储以便其他主节点可以使用相同的证书集。 - `--pod-network-cidr` 定义 Pod 的 CIDR 范围,这里以 Flannel 插件为例设置为 `10.244.0.0/16`[^3]。 完成初始化后,记录下生成的加入令牌 (`join token`) 及其对应的 CA 哈希值,这些信息将在后续步骤中被用到。 #### 配置 kubeconfig 文件 初始化完成后,在当前用户的家目录下创建 `.kube/config` 并加载管理员权限: ```bash mkdir -p $HOME/.kube sudo cp -i /etc/kubernetes/admin.conf $HOME/.kube/config sudo chown $(id -u):$(id -g) $HOME/.kube/config ``` 接着部署网络插件(例如 Flannel),这一步需在首个主节点执行完毕之后立即操作: ```bash kubectl apply -f https://raw.githubusercontent.com/coreos/flannel/master/Documentation/kube-flannel.yml ``` #### 添加额外的主节点 对于每一个新增加的主节点,重复如下过程: 1. **复制已有证书**:从初始主节点拷贝必要的 SSL/TLS 密钥材料至新主机; ```bash scp /etc/kubernetes/pki/ca.* user@new-master:/etc/kubernetes/pki/ ``` 2. 加入新的主节点到现有集群里: ```bash sudo kubeadm join LOAD_BALANCER_DNS:6443 --token <TOKEN> \ --discovery-token-ca-cert-hash sha256:<HASH> \ --control-plane --certificate-key=<CERTIFICATE_KEY> ``` 注意替换 `<TOKEN>`、`<HASH>` 和 `<CERTIFICATE_KEY>` 成实际值。此过程中涉及的参数解释可参见官方文档说明。 #### 设置负载均衡器 为了实现高可用性,需要配置外部负载均衡设备指向所有的主节点上的 API server 端口(默认端口号为 6443)。具体方法取决于所使用的硬件或者云服务商提供的解决方案。 --- ### 注意事项 上述流程假设读者已经熟悉基本 Linux 操作以及容器化环境搭建技巧;如果遇到任何问题,请查阅相关错误日志排查原因。
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