linux高级编程(五、进程)

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/////////////////////////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FSUIDPIDPPIDCPRINIADDRSZWCHANTTYTIMECMD4S0100780-518-?00:00:01initUID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IDPPID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(constchar*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intputenv(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#includeintmain(){char*buffer;buffer=getenv("CONFIG_PATH");if(buffer==NULL){putenv("CONFIG_PATH=/etc");}printf("CONFIG_PATH=%s ",getenv("CONFIG_PATH"));return0;}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PIDpid_tgetpid()//获取进程PIDpid_tgetppid()//获取进程的父进程IDpid_tgetpgrp()//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#includepid_tfork();返回值：父进程和子进程ID，失败-1fork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0fork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voidexit(intstatus);//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(intstatus);//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#includepid_twait(int*status);//是阻塞方式pid_twait(pid_tpid,int*status,intoptions);//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_tpid=fork();intvalue;if(pid==-1){printf("forkerr ");exit(0);}if(pid==0){//子进程printf("son-------pid=%d ",getpid());sleep(3);exit(65);}else{ wait(&value);printf("father----%d ",value>>8);printf("father----%d ",value&0xFF);}return0;例：pid_tpid=fork();intvalue;if(pid==-1){printf("forkerr ");exit(0);}if(pid==0){//子进程printf("son-------pid=%d ",getpid());sleep(3);exit(65);}else{//wait(&value);do{pid=waitpid(pid,&value,WNOHANG);printf("father----%d ",value>>8);printf("father----%d ",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intsystem(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intexecv(constchar*path,char*constargv[]); intexecve(constchar*path,char*constargv[],char*constenvp[]);intexecvp(constchar*file,char*constargv[]);intexecl(constchar*path,constchar*arg,...);intexecle(constchar*path,constchar*arg,...);intexeclp(constchar*file,constchar*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:命令行参数数组envp:环境变量组。arg:程序第0个参数即程序名本身，相当于argv[0]exec系统函数并不创建新进程，exec系列函数是清除父进程的可执行代码映像，用新程序的代码复盖调用exec的进程代码。如果exec执行成功，进程将从新程序的main函数入口开始执行。例：execl("bin/ls","ls","-l",NULL);char*para[]={"ls","-a",NULL};execv("/bin/ls",para);