Linux 进程控制

目录

1.fork函数

2.getpid/getppid函数

3.父进程与子进程

创建子进程：

PID和PPID：

资源继承：

独立性：

执行流程：

退出和终止：

僵尸进程：

孤儿进程：

进程组和会话：

fork()的用途：

4.父进程与子进程的应用场景：

1.fork函数

        一个进程，包括代码，数据和分配给进程的资源。

        fork函数通过系统调用。创建一个与原来进程几乎完全相同的进程，也就是两个进程可以做完全相同的 事，但如果初始参数或者传入的变量不同，两个进程也可以做不同的事。

一个进程调用fork（）函数后，系统先给新的进程分配资源，例如存储数据和代码的空间。

        然后把原来的进 程的所有值都复制到新的新进程中，只有少数值与原来的进程的值不同。相当于克隆了一个自己。

包含的头文件：

                 #include<sys/types.h>

                 #include<unistd.h>

函数原型：

                 pid_t fork(void);

两个返回值：

                =0：当前进程为子进程

                 >0：当前进程为父进程

                 ‐1，出错

用户数据一样，但是进程ID不一致。

2.getpid/getppid函数

getpid（）:得到当前进程的PID

getppid（）:得到当前进程的父进程的PID

这两个函数通常用于调试、日志记录、进程管理或任何需要明确区分不同进程的场景。

3.父进程与子进程

父进程和子进程的一些关键点：

1. 创建子进程：

   • 父进程通过调用fork()创建子进程。
   • fork()被调用一次，但会返回两次：在父进程中返回子进程的PID，在子进程中返回0。

2. PID和PPID：

   • 每个进程都有一个PID，子进程的PID与父进程不同。
   • 父进程的PID被称为PPID（Parent Process ID），子进程的PPID等于父进程的PID。

3. 资源继承：

   • 子进程继承了父进程的大部分资源，包括：
     • 代码段（文本段）
     • 数据段（全局变量和堆）
     • 堆栈
     • 文件描述符
     • 环境变量
     • 信号处理设置

4. 独立性：

   • 子进程有自己的地址空间，但一开始它是父进程的副本。
   • 子进程可以独立于父进程运行，它们可以执行不同的代码路径。

5. 执行流程：

   • fork()之后，父进程和子进程都有各自的执行流程。
   • 父进程继续执行fork()之后的代码。
   • 子进程从fork()之后的代码开始执行。

这点可以在前面的程序中加以验证。

但她两的执行顺序是不一定的，

1. 退出和终止：

   • 子进程通常在完成特定任务后调用exit()退出。
   • 父进程可以使用wait()或waitpid()等待子进程结束，以防止子进程变成僵尸进程。

2. 僵尸进程：

   • 如果父进程没有调用wait()或waitpid()来收集子进程的终止状态，子进程可能会变成僵尸进程。
   • 僵尸进程是已经完成执行但尚未被父进程回收其资源的进程。

3. 孤儿进程：

   • 如果父进程在子进程之前退出，子进程将成为孤儿进程。
   • 孤儿进程会被init进程（PID为1的进程）收养，init进程会调用wait()来回收孤儿进程的资源。

4. 进程组和会话：

   • 默认情况下，子进程和父进程在同一个进程组和会话中。
   • 进程组和会话是Linux中用于作业控制的机制。

5. fork()的用途：

   • 并发执行：创建多个进程以并行执行任务。
   • 任务分派：将不同的任务分配给不同的进程。
   • 创建守护进程：通过在子进程中调用setsid()创建守护进程。

fork()是Linux中进程创建的基础，它允许程序创建新的进程来执行并行或独立的任务。

4.父进程与子进程的应用场景：

1. 并行处理：

   • 程序可以创建多个子进程来并行处理任务，例如，一个科学计算程序可能创建多个子进程来处理不同的数据集。

2. 任务分派：

   • 一个复杂的任务可以被分解成多个子任务，每个子任务由一个子进程执行。例如，一个编译器可能创建多个子进程来并行编译不同的源文件。

3. 服务端并发：

   • Web服务器和数据库服务器通常使用子进程来处理客户端的并发连接。每个连接可以在一个独立的子进程中处理，以隔离不同的客户端请求。

4. 守护进程（Daemons）：

   • 守护进程是一种在后台运行的服务，它们通常由父进程创建并在后台执行，如cron、sshd、web服务器等。守护进程通常在系统启动时创建，并一直运行直到系统关闭。

5. 进程隔离：

   • 通过创建子进程，可以将不同的任务隔离开来，这样即使一个子进程崩溃，也不会影响到其他子进程或父进程。

6. 信号处理：

   • 父进程可以监控子进程的状态，如果子进程退出或被信号中断，父进程可以采取相应的措施。

7. 管道和数据流：

   • 父进程和子进程可以通过管道进行通信，例如，子进程可以生成数据，父进程可以消费这些数据。

8. 测试和调试：

   • 在开发阶段，可以通过创建子进程来测试程序的不同部分，子进程可以用于模拟不同的运行环境