Linux 多进程编程 基础

进程控制理论：

进程定义：

进程是一个具有一定独立功能的程序的一次运行活动。

进程特点：

动态性、并发性、独立性、异步性

进程的三大状态：



进程ID：PID，标识进程的唯一数字

父进程的ID：PPID

启动进程的用户ID：UID

进程互斥：

当有若干进程都要使用某一资源时，但该资源在同一时刻最多允许一个进程使用，这时其他进程必须等待，直到占用该资源者释放了该资源为止。

临界资源：

操作系统中将同一时刻只允许一个进程访问的资源称为临界资源。

临界区：

进程中访问临界资源的那段程序代码称为临界区。为实现对临界资源的互斥访问，应保证诸进程互斥地进入各自的临界区。

进程同步：

一组进程按一定的顺序执行的过程称为进程间的同步.具有同步关系的这组进程称为合作进程，最为有名的是生产者和消费者进程。

进程调度：

按一定算法，从一组待运行的进程中选出一个来占有CPU运行。

在操作系统中，常见的调度算法有：

1. 先来先服务

2. 短进程优先调度

3. 高优先级优先调度

4. 时间片轮转法

按调度时机，调度又可分为：

• 抢占式调度，优先级高的进程会抢占优先级低的进程进入CPU运行。

• 非抢占式调度

死锁：

多个进程因竞争资源而形成一种僵局，导致这些进程都无法继续往前执行。

获得进程ID

函数原形：

pid_t getpid(void);

函数功能：

返回正在调用该函数的进程的ID。

所属头文件：

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

返回值：

返回调用该函数的进程的ID

**进程退出：**exit(0);

父进程可以用”return 0”或”exit(0)”退出，但是子进程只能用”exit(0)”退出。

例程：

/* 本文件返回进程的ID */
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>

void main()
{
int pid;
pid = getpid();
printf("the process id is %d.\n");

}

创建进程（1）

函数原形：

pid_t fork(void);

函数功能：

创建一个新的子进程，新进程是调用该函数进程的复制。新进程为子进程，原进程为父进程。子进程从fork函数之后开始运行。

所属头文件：

#include <unistd.h>

返回值：

若成功，在父进程中返回新的子进程的ID，在子进程返回0；若失败，返回-1.

创建进程（2）

函数原形：

pid_t vfork(void);

函数功能：

创建一个子进程，并阻塞父进程，在子进程运行结束后，再运行父进程。

所属头文件：

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

返回值：

若成功，在父进程中返回新的子进程的ID，在子进程返回0；若失败，返回-1.

fork和vfork不同之处：

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

进程等待

函数原形：

pid_t wait(int *status);

函数功能:

挂起调用它的进程，直到其子进程结束

所属头文件:

#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>

返回值:

若成功，返回结束的子进程的ID；若失败，返回-1。

参数说明:

status:记录子进程的退出状态，可以为NULL

执行程序

函数原形：

int execl(const char *path, const char *arg, …);

函数功能：

运行可执行文件。在执行该函数之后，程序中的代码段就变成了函数中调用的可执行文件的代码，原代码就不执行了。

所属头文件：

#include <unistd.h>

返回值：

若成功，不返回；若失败，才返回。

参数说明：

path： 运行的可执行文件的路径。

arg：arg1、arg2等等参数都是可执行文件运行需要的参数。最后一个一定是NULL。

例程：

/* 本文件是多进程程序设计的相关代码 */
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>

void main()
{
pid_t pid;

pid = fork();   //先运行父进程
//pid = vfork();//阻塞父进程
printf("PID is %d.\n", pid);

if (pid > 0)
{
//操作1，父进程的操作
wait(NULL);//进程停止，先运行子进程，后运行父进程
printf("this is parent process.\n");
}
else
{
//操作2，子进程的操作
execl("/bin/ls", "ls", "/home", NULL);//执行程序的函数，相当于执行:"ls /home"
printf("this is child process.\n"); //execl之后代码不再执行
}

exit(0);//进程退出函数
}