Linux多进程

最新推荐文章于 2025-03-29 15:30:00 发布

xinianbuxiu

最新推荐文章于 2025-03-29 15:30:00 发布

阅读量1k

点赞数

分类专栏： Linux

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/xinianbuxiu/article/details/52852259

版权

Linux 专栏收录该内容

23 篇文章

订阅专栏

一、进程

1.定义：进程是一个具有一定独立功能的程序的一次运行活动，同时也是资源分配的最小单元；

2、进程与程序的区别：

(1)程序是放到磁盘的可执行文件；进程是指程序执行的实例；

(2)进程是动态的，程序使静态的：程序是有序代码的集合；进程是程序的执行。通常进程不可在计算机之间迁移；而程序通常对应着文件、静态和可以复制

(3)进程是暂时的，程序使长久的：进程是一个状态变化的过程，程序可长久保存

(4)进程与程序组成不同：进程的组成包括程序、数据和进程控制块（即进程状态信息）

(5)进程与程序的对应关系：通过多次执行，一个程序可对应多个进程；通过调用关系，一个进程可包括多个程序。

3、生命周期：

（1）创建: 每个进程都是由其父进程创建进程可以创建子进程，子进程又可以创建子进程的子进程

（2）运行: 多个进程可以同时存在进程间可以通信

（3）撤销: 进程可以被撤销，从而结束一个进程的运行

4、进程的状态

（1）执行状态：进程正在占用CPU

（2）就绪状态：进程已具备一切条件，正在等待分配CPU的处理时间片

（3）等待状态：进程不能使用CPU，若等待事件发生则可将其唤醒

进程状态转换表如右图所示：

5、Linux系统是一个多进程的系统，它的进程之间具有并行性、互不干扰等特点。也就是说，每个进程都是一个独立的运行单位，拥有各自的权利和责任。其中，各个进程都运行在独立的虚拟地址空间，因此，即使一个进程发生异常，它也不会影响到系统中的其他进程。

6、Linux下的进程地址空间

Linux中的进程包含3个段，分别为“数据段”、“代码段”和“堆栈段”。

“数据段”存放的是全局变量、常数以及动态数据分配的数据空间；

“代码段”存放的是程序代码的数据。

“堆栈段”存放的是子程序的返回地址、子程序的参数以及程序的局部变量等。

其示意图如下：

进程ID(PID)：标识进程的唯一数字，其中，父进程的ID(PPID),启动进程的用户ID(UID)

7、进程互斥

进程互斥是指当有若干进程都要使用某一共享资源时，任何时刻最多允许一个进程使用，其他要使用该资源的进程必须等待，直到占用该资源者释放了该资源为止。

8、临界资源与临界区

（1）操作系统中将一次只允许一个进程访问的资源称为临界资源。

（2）进程中访问临界资源的那段程序代码称为临界区，为实现对临界资源的互斥访问，应保证诸进程互斥地进入各自的临界区。

9、进程同步

一组并发进程按一定的顺序执行的过程称为进程间的同步

具有同步关系一组并发进程称为合作进程，

合作进程间互相发送的信号称为消息或事件

10、进程调度

概念：

按一定算法，从一组待运行的进程中选出一个来占有CPU运行。

调度方式：

• 非抢占式

11、调度算法

先来先服务调度算法

短进程优先调度算法

高优先级优先调度算法

时间片轮转法，即A|B|C|A|B|C A,B,C依次执行

12、死锁

多个进程因竞争而形成一种僵局若无外力作用，这些进程都将永远不能再向前推进。

举例：有A,B,C,三个进程，A占用了s资源，B占用了f资源，C占用了d资源，而A只有占用s,f后才能向下执行，B只有占用f,d才能执行，C只有占用d,s才能继续向下执行，而此时三种进程皆不能继续进行。称为死锁。

二、进程函数

1、获取ID

getpid

函数的作用：获取进程识别码，进程号

函数的原型： pid_t getpid(void);

返回值：目前进程的进程号；

头文件： #include <unistd.h>

pid_t getpid(void) 获取本进程ID。

pid_t getppid(void) 获取父进程ID

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
    printf("pid is %d\n",getpid());
    return 0;
}

2、进程创建fork

函数的作用：创建一个进程

函数的原型：pid_t fork(void);

函数的返回值： <0 出错；

=0 表示当前创建的子进程

>0 父进程，返回值是子进程的进程号

性质：

fork创建的子进程把父进程的资源拷贝了一份，父子进程把所有的重新执行一遍；

例如：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>


int main()
{
    pid_t pid;
    pid = fork();
    if(pid < 0)
    {
        printf("fork is error!\n");
    }
    else if(pid == 0)
    {
        printf("This is child process,pid is %d\n",getpid());
    }
    else
    {
        printf("This is parent process,pid is %d\n",getpid());
    }
    return 0;
}

程序说明：

1、在pid =fork()之前，只有一个进程在执行，但在这条语句执行之后，就变成两个进程在执行了，这两个进程的共享代码段，将要执行的下一条语句都是 if(pid ==0).

2、两个进程中，原来就存在的那个进程被称作“ 父进程”，新出现的那个进程被称作“ 子进程”，父子进程的区别在于进程标识符（ PID）不同 .

3、 vfork

函数的作用：建立一个新的进程；

函数的原型： pid_t vfork();

特点：子进程先运行，退出，父进程才能运行

总结：vfork与fork的区别：

（1）vfork创建的子进程和父进程共享数据空间，不是重新拷贝。

（2） vfork创建的进程中，子进程先运行，退出，父进程才能运行；fork执行次序不确定。

4、进程的执行：

exec函数族

（1）execl

函数的作用：执行一个文件，

函数原型： intexecl(const char *path, const char *arg,..)

参数说明： path：代表的文件路径；

arg：表示argv[0], argv[1],...

最后一个以NULL结束；

返回值：成功函数没有返回，出错-1；

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
    execl("/bin/ls","ls","-la","/etc/passwd",NULL);
    return 0;
}

（2）execv

函数的作用：用来执行参数 path 字符串所代表的文件路径.

函数原型：int exev(const char *path, char * constargv[])

函数的参数： path：代表的文件路径；

argv：是一个数组里的指针传递过来；

返回值：成功不返还，出错-1

5、 system（将挂着的程序执行起来）

函数的作用：执行一个命令

函数的原型： int system(const char * string);

返回值：如果 system（）在调用/bin/sh 时失败则返回 127，其他失败原因返回-1。若参数 string 为空指针（NULL），则返回非零值。如果 system（）调用成功则最后会返回执行 shell 命令后的返回值，但是此返回值也有可能为 system（）调用/bin/sh 失败所返回的 127，因此最好能再检查 errno 来确认执行成功。

6、 wait

函数的作用：进程的等待，阻塞进程，等待某个子进程退出；

函数的原型： pid_t wait(int *status);

返回值：成功返回子进程PID,出错-1；

7、 waitpid

函数的作用：等待退出,等待信号，或者指定的进程结束

函数的原型：pid_t waitpid(pid_t pid , int *status, int options);

函数的参数：

pid<-1 :等待进程的Pid绝对值的任何的子进程；

pid=-1，任何子进程，---等于wait；

pid=0，

pid>0, 等待子进程为pid的子进程退出