Linux-c系统编程

进程相关的概念

程序和进程

程序：二进制文件、占用磁盘空间

进程：运行着的程序，数据在内存中，占用系统资源，CPU，物理内存()

PCB描述进程(进程控制块)

把描述进程的所有信息的那条记录叫做 PCB（process control block）

每个进程有且仅有一个PCB

linux下的PCB：task_struct

存放在/usr/src/kernels/2.6.32-431.el6.i686/include/linux/sched.h

程序计数器：程序中即将被执行的下一条指令的地址。

内存指针：包括程序代码和进程相关数据的指针，还有和其他进程共享的内存块指针

进程优先级

优先级：相对于其他进程的优先级。

ps -al  #可查看进程优先级
renice -5 -p PID    #修改进程优先级
#top命令可以实时动态地查看系统的整体运行情况

进程的五种状态

1. R 运行 (正在运行或在运行队列中等待)

2. S 中断 (休眠中, 受阻, 在等待某个条件的形成或接受到信号)

3. D 不可中断 (收到信号不唤醒和不可运行, 进程必须等待直到有中断发生)

4. Z 僵死 (进程已终止, 但进程描述符存在, 直到父进程调用wait4()系统调用后释放)

5. T 停止 (进程收到SIGSTOP, SIGSTP, SIGTIN, SIGTOU信号后停止运行运行)

并行和并发

并行：指两个或者多个事件在同一时刻发生；

并发：指两个或多个事件在同一时间间隔发生

孤进程和僵进程

孤儿进程：父进程先退出，子进程就称之为“孤儿进程”

僵尸进程：当进程退出并且父进程（使用wait()系统调用）没有读取到子进程退出的返回代码时就会产生僵进程。

僵尸进程放弃了几乎所有的内存空间，没有任何可执行代码，也不能别调度，

仅仅在进程列表保留位置，而且不占用任何内存空间

ps/kill命令的使用

ps -aux     #列出进程详细信息，可配合grep筛选
​
kill 1234   #杀死指定PID的进程

fork/getpid/getppid函数的使用

fork函数，计算机程序设计中的分叉函数

若成功调用一次则返回两个值，子进程返回0，父进程返回子进程标记；否则，出错返回-1

getpid返回当前进程标识，getppid返回父进程标识。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
​
int main(void)
{
    pid_t pid=fork();
    switch(pid)
    {
        case -1:
            printf("Fork Error\n");
        case 0:
            printf("\nI'm Child My PID=%d\n",getpid());
            printf("My Parent PID=%d\n",getppid()); //这个父进程的父进程
            printf("Child is Exiting\n");
            exit(0);
        default:
            printf("\nI'm Parent My PID=%d\n",getpid());
            printf("My Child PID is %d\n",pid); 
    }
}
​

execl/execlp函数的使用

Fork炸弹

这条命令在Linux shell下运行会让系统死机

具体意义百度百科上有

execl/execlp函数的使用

execl()函数：执行文件函数

表示后边的参数以可变参数的形式给出且都以一个空指针结束

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
​
int main(void)
{
    printf("entering main process---\n");
    execl("/bin/ls","ls","-l",NULL);
    printf("exiting main process ----\n");
    return 0;
}

利用execl将当前进程main替换掉，最后那条打印语句不会输出

execlp()函数：从PATH环境变量中查找文件并执行

第一个参数path不用输入完整路径，给出命令名即可，它会在环境变量PATH当中查找命令

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
​
int main(void)
{
    printf("entering main process---\n");
    execlp("ls","ls","-l",NULL);
    printf("exiting main process ----\n");
    return 0;
}

wait函数和waitpid函数的使用

wait()函数用于使父进程（也就是调用wait()的进程）阻塞，

直到一个子进程结束或者该进程接收到了一个指定的信号为止。

如果该父进程没有子进程或者它的子进程已经结束，则wait()函数就会立即返回。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
int main()
{
    pid_t pid,pw;
    pid=fork();
    if(pid<0)
    {
        puts("fork eorro!\n");
        exit(1);
    }
    else if(pid==0) //子进程
    {
        printf("I'm Child,pid=%d\n",getpid());
        sleep(5);
        exit(0);
    }
    else
    {
        pw=wait(NULL);
        printf("I catch a Child,PID is %d\n",pw);
    }
    exit(0);
}

系统调用exit后，该进程并非马上消失，而是留下一个叫僵尸进程的数据结构

waitpid()的作用和wait()一样，但它并不一定要等待第一个终止的子进程（它可以指定需要等待终止的子进程）

它还有若干选项，如可提供一个非阻塞版本的 wait()功能，也能支持作业控制。

实际上，wait()函数只是 waitpid()函数的一个特例，在Linux 内部实现 wait()函数时直接调用的就是waitpid()函数

#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
   pid_t pc,pr;
   pc=fork();
   if (pc<0)/* fork错误*/
   {
       printf("fork error\n");
       exit(1);
   }
   else if(pc==0)/*在子进程中*/
   {
       sleep(5);
       exit(0);
   }
   else
   {
       do {/* 使用了WNOHANG参数，waitpid不会在这里等待 */
           pr=waitpid(pc,NULL,WNOHANG);
           if (pr==0)
           {
               printf("No child exit\n");
               sleep(1);
           }
          }while (pr==0);
       if (pr==pc)
           printf("successfully get child %d\n",pr);
       else
           printf("wait child error\n");
   }
   return 0;
}