Linux系统编程学习之《进程控制》

终于学到进程了，现在总结如下：

我们知道，进程在系统内部都是采用标识符（ID）来来进行表示的

1.进程标识符的获取

取得进程标识符的函数如下：

/*
* #include <unistd.h>
* pid_t getpid(void);  //返回调用进程的进程ID
* pid_t getppid(void);  //返回调用进程的父进程ID
* uid_t getuid(void);  //返回进程的实际用户ID
* uid_t geteuid(void);  //返回进程的有效用户ID
* gid_t getgid(void);  //返回进程的实际组ID
* gid_t getegid(void);  //返回进程的有效组ID
*/

2.子进程的创建

创建子进程的函数如下：

/*
* #include <unistd.h>
* pid_t fork(void);
* pid_t vfork(void);
* 两个函数都是子进程中返回0，父进程中返回子进程的ID，出错返回-1
* 但是vfork目的用于调用exec的，它在调用exec和exit函数之前
* 都是在父进程的环境下运行，而且保证子进程运行顺序先于父进程
*/

子进程的创建会继承父进程的资源，但是又不是共享这些资源，子进程中的资源是父进程资源的一个副本

具体来说，子进程和父进程之间的区别如下：

1.进程ID不同

2.两个进程具有不同的父进程ID；子进程的父进程ID是创建它的进程的ID，而父进程的父进程ID则不变

3.子进程的tms_utime、tms_stime、tms_cutime以及tms_ustime均被设置为0

4.父进程设置的文件锁不会被子进程继承

5.子进程的未处理的闹钟被清除

6.子进程的未处理信号集设置为空集

而子进程继承父进程的副本资源有：

1.实际用户ID、实际组ID、有效用户ID、有效组ID

2.附加组ID、进程组ID、会话ID

3.控制终端

4.设置用户ID标志和设置组ID标识

5.当前工作目录

6.根目录

7.文件模式创建屏蔽字

8.信号屏蔽和安排

9.针对任一文件描述符的在执行时关闭标志

10.环境

11.链接的共享存储器

12.存储映像

13.资源限制

3.wait和waitpid函数

wait和waitpid函数是用于使父进程获取子进程结束状态的状态值

wait使其调用这阻塞，而waitpid有一个选项和使调用者不阻塞

两个函数的原型如下：

/*
* #include <sys/wait.h>
* pid_t wait(int * statloc);
* pid_waitpid(pid_t pid,int * statloc,int options);
* 成功返回进程ID，0（状态），出错返回-1（状态）
* 返回的状态保存在statloc中
* wait函数等待的是任一子进程返回
* ---------------------------------------
* waitpid函数参数说明：
* pid == -1 等待任一子进程，该选项使得和wait函数一样
* pid > 0 等待进程ID与pid相等的子进程
* pid == 0 等待其组ID等于调用进程组ID的任一子进程
* pid < -1 等待其组ID等于pid绝对值的任意子进程
* options可以是以下宏或他们的异或
* WCONTINUED 若实现支持作业控制，那由pid指定的任一子进程在暂停后已经继续，但其状态尚未报告，则返回其状态
* WNOHANG 若由pid指定的子进程并不是立即可用的，则waitpid不阻塞，此时其返回值为0
* WUNTRACED 若某实现支持作业控制，而由pid指定的任一子进程已处于暂停状态，并且状态自暂停以来还未报告过，则返回其状态。
* WIFSTOPPED 确定返回值是否对应于一个暂停子进程
* ---------------------------------------
*/

4.waitid函数

waitid函数类似于waitpid，用于取得进程终止状态的函数

说明如下：

/*
* #include <sys/wait.h>
* int waitid(idtype_t idtype,id_t id,siginfo_t * info,int options);
* 成功返回0，出错返回-1
* ------------------------------------
* idtype参数：
* P_PID 等待一个特定的进程：id包含要等待子进程的进程ID
* P_PGID 等待一个特定进程组中的任一子进程：id包含要等待子进程的进程组ID
* P_ALL 等待任一子进程：忽略id
* ------------------------------------
* options参数：
* WCONTINUED 等待一个进程，它以前曾被暂停，此后又已继续，但其状态尚未报告
* WEXITED 等待已退出的进程
* WNOHANG 如无可用的子进程退出状态，立即返回而非阻塞
* WNOWAIT 不破坏子进程退出状态，该子进程退出状态可由后续的wait、waitid或waitpid调用取得
* WSTOPPED 等待一个进程，它已经暂停，但其状态尚未报告
* ------------------------------------
* infop用于保存应其子进程状态改变的生成信息的详细信息
*/

5.exec函数

通常fork创建子进程后，都是用于调用exec来执行另一个程序的，而且调用exec并不创建新进程

有6种不同的exec行数可供使用，他们统称为exec函数：

/*
* #include <unistd.h>
* int execl(const char * pathname,const char * arg0, ...);
* int execv(const char * pathname,char * const argv[]);
* int execle(const char * pathname,const char * arg0, ...);
* int execve(const char * pathname,char * const argv[],char * const envp[]);
* int execlp(const char * filename,const char * arg0, ...);
* int execvp(const char * filename,char * const argv[]);
* --------------------------------------------------
* 6个函数成功不返回值，出错返回-1
* 当filename作为参数时：
* 1.如果filename中包含/，则将其视为路径名
* 2.否则就按PATH环境变量，在它所指定的各目录中搜寻可执行文件
*/

详细的exec函数说明参考：
http://linux.chinaitlab.com/c/837370.html href="http://linux.chinaitlab.com/c/837370.html" target=_blank>点击打开链接
http://blog.chinaunix.net/uid-21411227-id-1826717.html href="http://blog.chinaunix.net/uid-21411227-id-1826717.html" target=_blank>点击打开链接

6.更改用户ID和组ID

有时候我们需要更改自己的用户ID和组ID，使得新ID具有合适的特权或访问权限

/*
* #include <unistd.h>
* int setuid(uid_t uid); //设置实际用户ID和有效用户ID
* int setgid(gid_t gid); //设置实际组ID和有效组ID
* int setreuid(uid_t ruid,uid_t euid); //交换实际用户名和有效用户名ID
* int setregid(gid_t rgid,gid_t egid); //交换实际组和有组ID
* int seteuid(uid_t uid); //设置有效用户ID
* int setegid(gid_t gid); //设置有效组ID
*/

7.system和getlogin函数
system函数可以提供一个方便的方式使我们的程序执行shell命令，但是此函数在早期的shell中有漏洞，所以使用时要注意

getlogin函数用于获取登录用户的用户名

/*
* #include <stdlib.h>
* int system(const char * cmdstring);
* 该函数相当与执行fork,exec和waitpid三个函数
* 有三个返回值
* -1:fork或者waitpid失败返回，设置了errno
* 相当与exit(127):exec执行失败，返回值相当与exit(127)
* 其他:成功执行，返回shell程序应当返回的值
* ----------------------------------------------
* char * getlogin(viud);
* 成功返回指向登录名的字符串指针，出错返回NULL
* 返回登录的用户名，如果用户不是以登录方式登录系统的此函数出错
*/



8.进程时间
有时候我们需要获取程序占用CPU的时间，linux提供了times来获取它，要得到程序的时间占用时间，需要记录开始值和终止值，他们差就是占用CPU时间

/*
* #include <sys/times.h>
* clock_t times(struct tms * buf);
* 函数返回流失的时间墙上的时钟时间，出错返回-1
* 返回的时间保存在buf指针中
* -----------------------------------
* tms结构说明如下：
* struct tmp{
* clock_t tms_utime; //用户CPU时间
* clock_t tms_stime; //系统CPU时间
* clock_t tms_cutiome; //子进程用户CPU时间
* clock_t tms_cstime; //子进程系统CPU时间
* };
*/