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本文介绍了Linux中的进程控制块(PCB)及fork和exec函数的工作原理，并详细解释了如何通过环境变量与进程交互。

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1. 概述

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每个进程在内核中都有一个进程控制块，也就是PCB，它是用来维护进程的相关信息。Linux内核中，进程控制块是用task_struct这个结构来表现的。以下是这个结构所能表达的一些信息：

进程ID：在Ｃ语言中就是用pid_t这个来表示，其实就是一个非负整数。
进程的状态：运行 --- 挂起 --- 停止 --- 僵尸等
需要保存和恢复的寄存器：
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
umask掩码
文件描述符表：包含很多指向文件结构的指针
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线
．．．．

本章主要讲解的是fork以及exec函数。

其中fork的作用是根据一个现有的进程复制出一个新的进程，原来的进程称为负进程，新的进程称为子进程。

像shell, 为什么敲一个命令就能在这个shell上运行一个新的程序呢？是因为shell 在读取了用户输入的命令后，会调用fork复制出一个新的Shell进程，新的shell 又调用exec执行新的程序。

一个例子：

在shell下，通过CD命令可以改变shell进程当前目录，输入ls命令来打印当前目录下的内容，ls其实是列自己当前目录，而不是shell 程序自己的当前目录，只不过ls当前目录是从shell PCB中拷贝来的。

2. 环境变量

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exec系统调用执行新的程序的时候，会把命令行参数和环境变量传递给main函数，它们在整个进程地址空间中的位置如下图所示：

linux <wbr>---- <wbr>进程 <wbr> <wbr>--- <wbr>1

环境变量和命令行参数类似，都是一组字符串，如下图所示：

libc用environ这个全局变量指向环境变量表，这个变量没有包含在任何的头文件中，因此要使用这个变量，必须要加extern，

例如：

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#include <stdio.h>

int main(void)

{

extern char **environ;

int i;

for(i=0; environ[i]!=NULL; i++)

printf("%s\n", environ[i]);

return 0;

}

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结果为：

$ ./a.out

SSH_AGENT_PID=5717

SHELL=/bin/bash

DESKTOP_STARTUP_ID=

TERM=xterm...

下面介绍一下一些比较重要的环境变量：

PATH 可执行文件的搜索路径

SHELL 当前SHELL，它的值通常是/bin/bash

TERM 当前终端类型，在图形界面下，它的值通常是xterm, 其决定了一些程序输出显示方式。

LANG 语言和locale, 决定了字符编码，时间，货币等信息

HOME 当前用户主目录，很多程序都需要在主目录下保存配置文件，使得每个用户在运行该程序的时候运行该

程序的时候都有自己的一套配置。

getenv --- 获取环境变量值

用environ指针可以查看所有环境变量字符串，但是不够方便，如果给出name要在环境变量表中查找它对应的value，可以用getenv函数。

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#include <stdlib.h>

char *getenv(const char *name);

这个返回值返回value的指针，若未找到就返回NULL

setenv --- 修改环境变量

int setenv(const char *name, const char *value, int rewrite);

unsetenv --- 删除环境变量

void unsetenv (const char )

3. 进程控制

１> fork函数

其过程如下：

执行结果：

$ ./a.out This is the child

This is the parent

This is the child

This is the parent

This is the child

This is the parent

This is the child

$ This is the child

This is the child

父进程初始化
父进程调用fork，这是一个系统调用，因此进入内核
内核根据父进程，复制出一个子进程，子进程和父进程一模一样（代码/数据/PCB信息）
现在有两个一模一样的进程都调用了fork函数进入内核等待返回，实际上fork值被调用了一次，此外系统还有别的进程等待返回，是父进程先返回还是子进程先返回，还是两个进程都等待，这都不一定，这取决于内核的调度。
当某一时刻父进程被执行了，从内核返回后，保存在变量pid中的值是子进程的id，是一个大于0的整数，因此执行下面的else分支，然后进入for循环，打印for循环中的内容
如果某个时刻子进程被执行了，从内核返回后，保存在 pid中的值是0，因此执行下面的if pid == 0 的分支，然后执行for循环， fork函数把父进程的的数据复制一份给子进程，但此后二者互不影响。
父进程没打印一条，就睡眠一秒，在这一秒里，子进程可能会被执行，同样，子进程没打印一条，也会睡眠一秒，这样子进程和父进程会交互的进行打印...
这个程序是在shell下执行的，因此shell是父进程的父进程。父进程运行时，shell就在等待的状态，当父进程终止的时候，shell认为命令执行结束了，而是打印shell提示符，而事实上，子进程这个时候还没有结束，所以子进程的打印消息打印在了shell提示符后了。

fork函数的特点总结起来将就是调用一次，返回两次，