进程管理2

进程管理2

exec,wait,waitpid系统调用

exec
包含头文件<unistd.h>
原型
int execl(const char *path, const char *arg, …);
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[]);
path参数表示你要启动程序的名称包括路径名
arg参数表示启动程序所带的参数
返回值:成功返回0,失败返回-1

不带字母 p的exec函数第一个参数必须是程序的相对路径或绝对路径
带有字母l（表示list）的exec函数要求将新程序的每个命令行参数都当作一个参数传
给它，命令行参数的个数是可变的,最后一个可变参数应该是
NULL
对于带有字母v（表示vector）的函数，则应该先构造一个指向
各参数的指针数组，然后将该数组的首地址当作参数传给它，数组中的最后一个指针也应该
是NULL，就像main函数的argv参数或者环境变量表一样
对于以e（表示environment）结尾的exec函数，可以把一份新的环境变量表传给它，其
他exec函数仍使用当前的环境变量表执行新程序
举例

char *const ps_argv[] ={"ps", "-o", "pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm", NULL};
char *const ps_envp[] ={"PATH=/bin:/usr/bin", "TERM=console", NULL};
execl("/bin/ps", "ps", "-o", "pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm", NULL);
execv("/bin/ps", ps_argv);
execle("/bin/ps", "ps", "-o", "pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm", NULL, ps_envp);
execve("/bin/ps", ps_argv, ps_envp);
execlp("ps", "ps", "-o", "pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm", NULL);
execvp("ps", ps_argv);

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
execlp("ps", "ps", "-o", "pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm", NULL);
perror("exec ps");
exit(1);
}

事实上，只有execve是真正的系统调用，其它五个函数最终都调用execve
调用exec后，原来打开的文件描述符仍然是打开的。利用这一点可以实现I/O重定向。

由于exec函数只有错误返回值，只要返回了一定是出错了，所以不需要判断它的
返回值，直接在后面调用perror即可

wait/waitpid
函数原型
pid_t wait(int *status);
pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);

僵尸进程: 子进程退出，父进程没有回收子进程资源（PCB），则子进程变成僵尸进程
孤儿进程: 父进程先于子进程结束，则子进程成为孤儿进程,子进程的父进程成为1号
进程init进程，称为init进程领养孤儿进程
wait/waitpid的作用
一个进程在终止时会关闭所有文件描述符，释放在用户空间分配的内存，但它的PCB还
保留着，内核在其中保存了一些信息：如果是正常终止则保存着退出状态，如果是异常终止
则保存着导致该进程终止的信号是哪个。这个进程的父进程可以调用wait或waitpid获取这
些信息，然后彻底清除掉这个进程。
其实进程在刚终止时都是僵尸进程，正常情况下，僵尸进程都立刻被父进程清理了，但是如果没有立即被清理，应调用wait/waitpid清理
例子

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
pid_t pid=fork();
if(pid<0) {
perror("fork");
exit(1);
}
if(pid>0) { /* parent */
while(1);
}
/* child */
return 0;
}

父进程进入循环，子进程已经完成任务，未结束，变为僵尸进程。应调用wait/waitpid清除
若调用成功则返回清理掉的子进程 id，若调用出错则返回-1。父进程调用 wait或
waitpid时可能会：

• 阻塞（如果它的所有子进程都还在运行）。

• 带子进程的终止信息立即返回（如果一个子进程已终止，正等待父进程读取其终止信
  息）。

• 出错立即返回（如果它没有任何子进程）。

• wait等待第一个终止的子进程，而waitpid可以通过pid参数指定等待哪一个子进程

• 调用wait将使父进程阻塞（车站买票进行等待直到出票），而调用waitpid时如
  果在options参数中指定WNOHANG可以使父进程不阻塞而立即返回0。（轮询，隔一段时间就去判断是否有票）
  wait:参数status用来保存被收集进程退出时的一些状态，它是一个指向int类型的指针。但如果我们对这个子进程是如何死掉的毫不在意，只想把这个僵尸进程消灭掉，（事实上绝大多数情况下，我们都会这样想），我们就可以设定这个参数为NULL
  pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);

  pid>0时，只等待进程ID等于pid的子进程，不管其它已经有多少子进程运行结束退出了，只要指定的子进程还没有结束，waitpid就会一直等下去。

  pid=-1时，等待任何一个子进程退出，没有任何限制，此时waitpid和wait的作用一模一样。

  pid=0时，等待同一个进程组中的任何子进程，如果子进程已经加入了别的进程组，waitpid不会对它做任何理睬。

  pid<-1时，等待一个指定进程组中的任何子进程，这个进程组的ID等于pid的绝对值。

options:
如果使用了WNOHANG参数调用waitpid，即使没有子进程退出，它也会立即返回，不会像wait那样永远等下去。

返回值：
1.和wait一样正常结束时返回清理的进程id
2.设置了WNOHANG并且没有检测到该进程则返回0
3.如果调用中出错，则返回-1，这时errno会被设置成相应的值以指示错误所在；

如何避免“僵尸”进程

1.让僵尸进程的父进程来回收，父进程每隔一段时间来查询子进程是否结束并回收，调用wait()或者waitpid(),通知内核释放僵尸进程

2.让僵尸进程变成孤儿进程，由init回收，就是让父亲先死