linux高级编程(五、进程).doc

/ 第五天 进程 /三、进程(一)进程的基本概念 程序：代码，一个普通二制流的文件，里面都是指令。 进程：是处于运行状态的程序，是程序执行过程，是运行的程序。 一个源程序经过编译、链接后，成为一个可执行的程序，当可执行程序被系统加载到内存空间运行时就称为进程。 同一个程序可以有多个进程，每一个进程都有自已的PID 线程：是独立指令流，是运行的代码段。是进程的一部分，在一个进程中可以有多个线程。 进程组：linux系统中，每个进程都唯一归属于某个进程组，在shell环境中，一条linux指令就形成一个进程组，一个进程组可以有多个进程。 进程会话：用户登陆一个新的shell环境，一个新的会话就产生了，一个会话可以包括若干个进程组。 这些进程组只能有一个前台进程组，其它进程组为后台运行进程组 1.进程属性 进程创建后，系统内核为其分配了一系列的数据结构。这些数据结构中保存了进程的相关属性，如下内容： ps -Alef 查看所有进程 ps -alef 查看当前终端进程 F S UID PID PPID C PRI NI ADDR SZ WCHAN TTY TIME CMD 4 S 0 1 0 0 78 0 - 518 - ? 00:00:01 init UID 进程用户标识 PID 进程的标识符，进程创建时，内核为进程分配的唯一标识ID PPID 进程的父标识符，linux下全部进程组成一棵进程树，树根进程是0号进程swapper，除根进程外，每个进程都有其对应的父进程 STIME 进程状态，wait等待状态，-运行状态2.进程的内存映像 地址由高到低 命令行参数 栈：栈存放珵序局部变量，函数参数、函数返回值 堆:堆的大小不固定，可根据程序运行过程中的要求动态变化 BBS段：程序未初始化的全局变量 数据段：数来存放程序已初始化的全局变量、静态变量等 代码段：可执行程序在内存中的映像，代码段是只读的，存放可执行文件指令 3.进程的启动 手动启动(加载) 前台：目录/程序名 程序运行于终端前台，终端不能做其它操作 后台：目录/程序名 & 程序执行于终端后台，终端还可以操作其它的程序 自动启动(加载) 程序在开机时自动运行 4.进程状态 进程是由操作系统内核调度运行，在调度过程中，进程的状态是不断发生变化的，这些状态包括：运行状态等待状态、暂停状态、僵尸状态、退出状态。 运行状态：有两种，一是正在运行，二是处于就绪状态。就绪状态只要得到CPU就可以立即投入运行。 等待状态：有两类，可中断，不可中断。处于中断等待状态进程，即可以被信号中断，也可以被唤醒。 不可中断状态只有等待被唤醒，不可被中断 暂停状态：接到某个信号，就会暂时停止运行。 僵尸状态：表示进程结束但尚未消亡，一个进程结束运行就会处于僵尸状态，向父进程发送SIGCLD信号，父进程 调用wait为子进程的退出做最后的收尾工作。5.进程的优先级 linux允许多个进程同时运行，但不可能实现真正的同时占用CPU，而是使用“时间片轮转”的进程调度方式，为每个进程指派一定的运行时间。进程的优先级是由优先级别PR和进程的谦让值NI两个因素联合确定的。6.进程的运行环境 程序的入口函数main，进程开始执行时都是从main函数开始。其中argv是参数数组，编程时可以直接访问命令行参数组。 用户在编程过程中，需要保存某个配置项的值，一个方法是将其写到文件中，另一个方法是定义成环境变量。 用户在登录shell时，会从两个位置获得环境变量的定义，一个是全局环境变量文件 /etc/profile 另一个是当前用户的环境变量文件 在命令行内增加环境变量 export 环境变量名=值 echo $环境变量名 unset $环境变量名 env 在命令行增加的环境变量，只在本次会话中有效，会话一旦退出，该环境变量将会失效。如果要永久增加环境变量，可以在.profile中写入 在程序中用函数增加环境变量 #include 1)获取环境变量 char *getenv(const char *name); name 环境变量名 返回值 成功 环境变量值 失败 NULL(未定义环境变量) 2)设置环境变量 int putenv(char *string); string 要设置的环境变量串，其格式为环境变量名=值 返回值 成功 0 失败 -1 例： #include #include int main() char *buffer; buffer = getenv (CONFIG_PATH); if(buffer=NULL) putenv(CONFIG_PATH=/etc); printf(CONFIG_PATH=%sn,getenv(CONFIG_PATH); return 0; 7.获取进程标识符函数 同一个程序可以有多个进程，每一个进程都有自已的PID pid_t getpid() /获取进程PID pid_t getppid() /获取进程的父进程ID pid_t getpgrp() /获取进程组ID 例： /-下午- (二)进程的创建与终止1.创建子进程 #include #include pid_t fork(); 返回值：父进程和子进程ID，失败 -1 fork调用一次将返回两次，分别在父进程和子进程返回。 在父进程中，返回值为子进程的进程标识符。 在子进程中，返回值为0 fork调用成功后，将由一个进程产生两个进程，各占独自的内存空间。同时运行父进程和子进程。 创建子进程时，把原来所有的资源复制了一份，做为子进程的资源。子进程复制了父进程的数据段包括全局变量，但父子进程各有一份全局变量的拷贝。所有各占独自的内存，因此不能通过全局变量在父子进程间通信。 子进程继承了父进程的所有资源，包括用户ID、用户组ID、有效用户ID、有效用户组ID、进程组ID、文件创建掩码和环境变量等。2.退出进程 void exit(int status); /先检查文件是否被打开，把文件缓冲区内的数据写入文件，然后终止进程 void _exit(int status);/是直接终止进程，把退出地进程内存释放 status：是进程结束后的返回值 3. 等待进程结束 #include pid_t wait(int *status); /是阻塞方式 pid_t wait(pid_t pid,int *status,int options); /根据options确定是否阻塞 status:在此处获取的进程结束时的返回值，进程返回值的指针,前8位是子进程的返回值，后8位是操作系占用的位 pid :指定等待哪一个进程返回的值 options:等待返回信息的方式 WNOHANG 不阻塞模式 WUNTRACED 阻塞，只要进程暂停就返回状态 0 阻塞方式等待 例： pid_t pid=fork(); int value; if (pid=-1) printf(fork errn); exit(0); if (pid=0) /子进程 printf(son- pid =%dn,getpid(); sleep(3); exit(65); else wait(&value); printf(father - %dn,value 8); printf(father - %dn,value &0xFF); return 0; 例： pid_t pid=fork(); int value; if (pid=-1) printf(fork errn); exit(0); if (pid=0) /子进程 printf(son- pid =%dn,getpid(); sleep(3); exit(65); else /wait(&value); do pid=waitpid(pid,&value,WNOHANG); printf(father - %dn,value 8); printf(father - %dn,value &0xFF); sleep(1); while(pid=0); (三)其它创建进程的方式 创建子进程有三种方式：fork、exec、system1.调用外部程序 int system(char *command); command:要加载的外部程序调用 返回值：-1或127执行失败，其它 成功 例：调用其它程序 system(./play -f ./aaa.wav); 被调用者成为当前进程的子进程 通过system可以调用任何程序和指令，system首先fork子进程，然后调用exec执行新的shell,在shell中执行要执行的程序2.exec系列函数 int execv(const char * path,char *const argv); int execve(const char * path,char *const argv,char *const envp); int execvp(const char *file,char *const argv); int execl(const char *path,const char *arg,.); int execle(const char *path,const char *arg,.); int execlp(const char *file,const char *arg,.); path:要执行的程序路径，这里是路径名，可以是绝对路径或相对路径 file:要执行的程序名，可以带路径 argv:命令行参数