linux复习之进程基础知识

典型进程的ID及其功能

ID	进程名	中文名	类型	作用
0	swapper	交换进程	系统进程	它是内核⼀一部分，不执⾏行磁盘上的程序，是调度进程。
1	init	init进程	用户进程	永远不会终⽌止，启动系统，读取系统初始化的文件。
2	pagedaemon	页精灵进程	系统进程	虚存系统的请页操作

实际用户和有效用户

　　实际用户ID/实际组ID标识进程究竟是谁（即是进程在系统的唯⼀一标识），有效用户ID/有效组ID/附加组ID决定了进程的访问权限

子进程的创建

子进程获得父进程数据空间、堆和栈的副本（主要是数据结构的副本）。父子进程不共享这些存储空间部分。父子进程共享正文段。由于fork之后经常归属exec，所以现在很多实现并不执行一个父进程数据段、栈和堆的完全复制。作为替代，使用了写时复制(Copy-On-Write)技术。这些区域由父子进程共享，而且内核将他们的访问权限改变为只读的。如果父子进程中的任一个试图修改这些区域，则内核只为修改区域的那块内存制作一个副本。

父子进程之间的区别

父子相同处:

　　全局变量、.data、.text、栈、堆、环境变量、用户ID、宿主目录、进程工作目录、信号处理方式…

父子不同处:

1.进程ID

2.fork返回值 //给子进程返回0给父进程返回子进程的pid

3.父进程ID

4.进程运行时间

5.闹钟(定时器)

6.未决信号集

vfork与fork的区别

　　 vfork在子进程调用exec或exit之前，它在父进程的空间中运行，也就是说会更改⽗父进程的数据段、栈和堆。vfork和fork另⼀一区别在:vfork保证子进程先运行，在它调用exec或（exit）之后⽗父进程才可能被调度运行。

exec函数簇

exec函数族一般规律

exec函数一旦调用成功即执行新的程序，不返回。只有失败才返回，错误值-1。所以通常我们直接在exec函数调用后直接调用perror()和exit()，无需if判断。

l (list)	命令行参数列表
p (path)	搜素file时使用path变量
v (vector)	使用命令行参数数组
e (environment)	使用环境变量数组,不使用进程原有的环境变量，设置新加载程序运行的环境变量

事实上，只有execve是真正的系统调用，其它五个函数最终都调用execve，所以execve在man手册第2节，其它函数在man手册第3节。这些函数之间的关系如下图所示。

孤儿进程

孤儿进程: 父进程先于子进程结束，则子进程成为孤儿进程，子进程的父进程成为init进程，称为init进程领养孤儿进程。

僵尸进程

僵尸进程: 进程终止，父进程尚未回收，子进程残留资源（PCB）存放于内核中，变成僵尸（Zombie）进程。

wait函数

　　一个进程在终止时会关闭所有文件描述符，释放在用户空间分配的内存，但它的PCB还保留着，内核在其中保存了一些信息：如果是正常终止则保存着退出状态，如果是异常终止则保存着导致该进程终止的信号是哪个。这个进程的父进程可以调用wait或waitpid获取这些信息，然后彻底清除掉这个进程。我们知道一个进程的退出状态可以在Shell中用特殊变量$?查看，因为Shell是它的父进程，当它终止时Shell调用wait或waitpid得到它的退出状态同时彻底清除掉这个进程。

父进程调用wait函数可以回收子进程终止信息。该函数有三个功能：

　　① 阻塞等待子进程退出

　　② 回收子进程残留资源

　　③ 获取子进程结束状态(退出原因)。

pid_t wait(int *status); 成功：清理掉的子进程ID；失败：-1 (没有子进程)

　　当进程终止时，操作系统的隐式回收机制会：1.关闭所有文件描述符 2. 释放用户空间分配的内存。内核的PCB仍存在。其中保存该进程的退出状态。(正常终止→退出值；异常终止→终止信号)

　　可使用wait函数传出参数status来保存进程的退出状态。借助宏函数来进一步判断进程终止的具体原因。宏函数可分为如下三组：

WIFEXITED(status) 为非0 → 进程正常结束

WEXITSTATUS(status) 如上宏为真，使用此宏 → 获取进程退出状态 (exit的参数)

WIFSIGNALED(status) 为非0 → 进程异常终止

WTERMSIG(status) 如上宏为真，使用此宏 → 取得使进程终止的那个信号的编号。

*3. WIFSTOPPED(status) 为非0 → 进程处于暂停状态

WSTOPSIG(status) 如上宏为真，使用此宏 → 取得使进程暂停的那个信号的编号。

WIFCONTINUED(status) 为真 → 进程暂停后已经继续运行

【wait1.c、wait2.c】

waitpid函数

作用同wait，但可指定pid进程清理，可以不阻塞。

pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, in options); 成功：返回清理掉的子进程ID；失败：-1(无子进程)

特殊参数和返回情况：

参数pid：

0 回收指定ID的子进程

-1 回收任意子进程（相当于wait）

0 回收和当前调用waitpid一个组的所有子进程

< -1 回收指定进程组内的任意子进程

返回0：参3为WNOHANG，且子进程正在运行。

注意：一次wait或waitpid调用只能清理一个子进程，清理多个子进程应使用循环。