linux进程学习

感觉关于linux系统基础方面的知识越来越模糊。好些东西知道大概是怎么回事。但是要说就说不清楚了。现在再整理一下。

一、进程标识

1)        什么是进程ID

每个进程都会有一个唯一非负整数的ID，就称为进程ID，因为其具有唯一性，常用来做其它标识符的部分以保证唯一性。

2)        特殊的进程ID

l         0  调度进程ID，也称为交换进程，它是内核的一部分。也被称为系统进程

l         1  inid进程，在自举过程结束时由内核调用；i n i t通常读与系统有关的初始化文件( /
e t c / r c*文件)，并将系统引导到一个状态(例如多用户)，

l         2  精灵进程( pagedaemon)。此进程负责支持虚存系统的请页操作。与交换进程一样，页精灵进程也是内核进程。

3)        相关函数

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

pid_t getpid(void); 返回：调用进程的进程I D

pid_t getppid(void); 返回：调用进程的父进程I D

uid_t getuid(void); 返回：调用进程的实际用户I D

uid_t geteuid(void); 返回：调用进程的有效用户I D

gid_t getgid(void); 返回：调用进程的实际组I D

gid_t getegid(void); 返回：调用进程的有效组I D

l         与一个进程相关联的I D有六个或更多,如下图



l         实际用户I D和实际组I D标识我们究竟是谁。这两个字段在登录时取自口令文件中的登录项。通常，在一个登录会话期间这些值并不改变，但是超级用户进程有方法改变它们.

l         有效用户I D，有效组I D以及添加组I D决定了我们的文件访问权

l         保存的设置-用户- I D和设置-组-
I D在执行一个程序时包含了有效用户I D和有效组I D的副本

二、fork函数

fork是linux内核创建一个新进程的唯一方法，由fork创建的新进程称为子进程。。该函数被调用一次，但返回两次。两次返回的区别是子进程的返回值是0，而父进程的返回值则是新子进程的进程I
D

1)        为什么fork要返回两次

l         fork是复制，包括了2个内核页面放进程描述符和其他资源，以及指向核外虚存页面的指针，fork后父子进程内容完全一样，所以需要不同的返回值来区分。当然，现在的fork里还有很多参数，用来控制页拷贝来提高效率。

l         fork将子进程I D返回给父进程的理由是：因为一个进程的子进程可以多于一个，所以没有一个函数使一个进程可以获得其所有子进程的进程I
D。

l         fork使子进程得到返回值0的理由是：一个进程只会有一个父进程，所以子进程总是可以调用g e t
p p i d以获得其父进程的进程I D (进程ID 0总是由交换进程使用，所以一个子进程的进程I D不可能为0
)

2)        子进程会复制和继承父进程哪些数据和资源

l         子进程是父进程的复制品。例如，子进程获得父进程数据空间、堆和栈的复制品。注意，这是子进程所拥有的拷贝。父、子进程并不共享这些存储空间部分。如果正文段是只读的，则父、子进程共享正文段, 现在很多的实现并不做一个父进程数据段和堆的完全拷贝，因为在f
o r k之后经常跟随着e x e c。作为替代，使用了在写时复制( C o p y - O n - Write, COW)的技术。

l         f o r k时由父进程打开的描述符都被复制到子进程中

l         其它继承的还有实际用户I D、实际组I D、有效用户I D、有效组I
D。添加组I D。进程组I D。对话期I D。控制终端。设置-用户-
I D标志和设置-组- I D标志

l         信号屏蔽和排列、环境、连接的共享存储段、资源限制

3)        什么情况下会fork失败

l         系统中已经有了太多的进程(通常意味着某个方面出了问题)

l         该实际用户I D的进程总数超过了系统限制。C H I L D _ M A X规定了每个实际用户I
D在任一时刻可具有的最大进程数。

三、exit函数

1)        进程有三种正常终止法及两种异常终止法

A.  正常终止： 

l 在m a i n函数内执行r e t u r n语句。这等效于调用e x i t。

l 调用e x i t函数。此函数由ANSI C定义，其操作包括调用各终止处理程序（终止处理程序在调用a
t e x i t函数时登录），然后关闭所有标准I / O流等。因为ANSI C并不处理文件描述符、多进程（父、子进程）以及作业控制，所以这一定义对U N I X系统而言是不完整的。

l 调用_ e x i t系统调用函数。此函数由e x i t调用，它处理U N I X特定的细节。

A.  异常终止：

l 调用a b o r t。它产生S I G A B RT信号，所以是下一种异常终止的一种特例。

l 当进程接收到某个信号时。进程本身（例如调用a b o r t函数）、其他进程和内核都能产生传送到某一进程的信号。例如，进程越出其地址空间访问存储单元，或者除以0，内核就会为该进程产生相应的信号。

B.   不管进程如何终止，最后都会执行内核中的同一段代码。这段代码为相应进程关闭所有打开描述符，释放它所使用的存储器等等

2)        什么是坐僵死进程

l       一个已经终止、但是其父进程尚未对其进行善后处理（获取终止子进程的有关信息、释放它仍占用的资源）的进程被称为僵死进程（ z o m b i e）

四、Wait和waitpid

前面讲了进程各种终止的情况，而且进程终止是一个异步事件，那么作为一个父进程如何获取子进程的终止状态呢？在linux系统中。当一个进程正常或者异常终止时，都会发送一个SIGCHLD信号，父进程可以忽略该信号，或者提供一个该信号发生时即被调用执行的函数(信号处理程序)，能够捕捉此信号的函数有： wait 和waitpid等。下面先简单的介绍这两个函数

1)          函数原型

#include <sys/types.h>

#include <sys/wait.h>

pid_t wait(int*statloc) ;

pid_t waitpid(pid_t pid,int *statloc,int options) ;

两个函数返回：若成功则为进程I D，若出错则为-1

2)          调用wait和waitpid的进程可能会怎么样？

l         阻塞(如果其所有子进程都还在运行)。

l         带子进程的终止状态立即返回(如果一个子进程已终止，正等待父进程存取其终止状态)。

l         出错立即返回(如果它没有任何子进程)。

3)          wait和waitpid有什么区别

l       在一个子进程终止前， wait 使其调用者阻塞，而waitpid 有一选择项，可使调用者不阻塞。

l       waitpid并不等待第一个终止的子进程—它有若干个选择项，可以控制它所等待的进程。

4)          怎么检查子进程返回的状态

这两个函数都有一个参 int *statloc，如果*statloc不为空。则子进程的返回状态就保存在它所指向的单元内，那么要怎么才能检查出这个状态呢？已经使用以下几个宏来检查（当你不关心子进程的终止状态时，可把*statloc置为了NULL）

l         WIFEXITED(status),若为正常终止子进程返回的状态，则为真。对于这种情况可执行WIFEXITED(status),取子进程传送给exit或_exit参数的低8位

l         WIFSIGNALED(status),若为异常终止子进程返回的状态，则为真（接到一个不捕捉的信号）。对于这种情况，可执行WTERMSIG(status)取使子进程终止的信号编号。

l         WIFSTOPPED(status),若为当前暂停子进程的返回的状态，则为真。对于这种情况，可执行WSTOPSIG(status)取使子进程暂停的信号编号

（未完）

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