Linux多进程程序设计

用到的函数的功能主要有获取进程id、创建进程、进程退出、进程等待、执行程序。

获取进程id：getpid()，getppid()

创建进程：fork()，vfork()

进程退出：exit()

进程等待：wait()

执行程序：exec()，system()

getpid函数

原型：pid_t getpid(void)
头文件：<unistd.h><sys/types.h>
功能：返回调用该函数的进程id，且该函数总是运行成功

getppid函数

原型：pid_t getppid(void)
头文件：<unistd.h><sys/types.h>
功能：返回调用该函数的进程的父进程id，且该函数总是运行成功

fork函数

原型：pid_t fork(void)
头文件：<unistd.h>
功能：创建一个子进程。成功则在父进程返回子进程PID，在子进程返回0；失败返回-1.

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
void main()
{
pid_t pid;
pid=fork();
if(pid==0)
{
printf("this is child program,the return is %d\n",pid);
}
else
{
printf("this is father program,the return is %d\n",pid);
}
exit(0);
}

使用fork函数后，父进程就会产生一个子进程，并且父进程和子进程都会执行fork函数后的代码，直至退出进程。由于在父进程返回子进程PID，在子进程返回0，因此可利用该返回值，让父进程和子进程执行不同功能。子进程打印“this is child program,the return is 0”在shell提示符后面的原因为先执行父进程，执行完父进程后操作系统弹出shell提示符，然后在执行子进程。

vfork函数

原型：pid_t vfork(void)
头文件：<unistd.h><sys/types.h>
功能：创建一个子进程,并阻塞父进程。成功则在父进程返回子进程PID，在子进程返回0；失败返回-1.

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#include<stdlib.h>
void main()
{
pid_t pid;
pid=vfork();
if(pid==0)
{
printf("this is child program,the return is %d\n",pid);
}
else
{
printf("this is father program,the return is %d\n",pid);
}
exit(0);
}

先执行子进程，再执行父进程。

fork函数与vfork函数都用于创建子进程，但两者区别有两点：

① fork:子进程拥有独立的数据段，堆栈。

vfork:子进程与父进程共享数据段，堆栈。

② fork:父、子进程的执行次序不确定

vfork:子进程先运行，父进程后运行

父进程可采用return或者exit()函数退出进程；

子进程只能采用exit()函数退出进程，其中exit(0)表示正常退出,exit(1)表示异常退出

wait函数

原型：pid_t wait(int *status)
头文件：<sys/wait.h><sys/types.h>
功能：挂起调用它的进程，直到该进程的一个子进程结束。成功则返回结束的那个子进程的ID，失败返回-1
参数：status若不为NULL，则用于记录子进程的退出状态

执行进程的函数为exec，exec是一个函数族，共有6个：execl,execv,execle,execve,execlp,execvp，以execl为例进行说明

execl函数

原型：int execl(const char* pathname,const char* arg,...)
头文件：<unistd.h>
功能：运行可执行文件，并且原进程的代码不再执行，只执行新的代码。成功时不返回，失败时返回-1.
参数：pathname为要运行的可执行文件的路径
arg及后面的参数作为可执行文件的参数，并以一个NULL作为参数的结束标志。

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/wait.h>
void main()
{
pid_t pid;
pid=fork();
if(pid==0)
{
execl("/bin/ls","ls","/home",NULL);
printf("this is child program,the return is %d\n",pid);
}
else
{
wait(NULL);
printf("this is father program,the return is %d\n",pid);
}
exit(0);
}

由上可看出，使用execl函数后，原进程代码不再执行，转为执行新的代码。

fork创建一个新的进程，产生一个新的PID。

exec保留原有的进程，执行新的代码。

system函数

原型：int system(const char* command)
头文件：<stdlib.h>
功能：执行一条shell指令，该函数会产生子进程