Linux系统编程--2(环境变量，进程控制)
环境变量
环境变量
是指在操作系统中用来指定操作系统运行环境的一些参数
每个人用电脑的习惯不一样，比如一般把文件放到磁盘，怎么管理文件，用什么编译器，所以，环境变量就是根据每个人使用操作系统的习惯来规定一些参数
具体特征
- 字符串(本质)
- 有统一的格式：名=值[:值]
- 值用来描述进程环境信息
存储形式：
与命令行参数类似。char*[]数组，数组名 environ，内部存储字符串，NULL 作为哨兵结尾。
使用形式：
与命令行参数类似。
加载位置：
与命令行参数类似。位于用户区，高于 stack 的起始位置。 引入环境变量表：须声明环境变量。externchar**environ;
打印当前进程的所有环境变量
常见环境变量
按照惯例，环境变量字符串都是 name=value 这样的形式，大多数 name 由大写字母加下划线组成，一般把 name 的部分叫做环境变量，value 的部分则是环境变量的值。
PATH
可执行文件的搜索路径。ls 命令也是一个程序，执行它不需要提供完整的路径名/bin/ls，然而通常我们执行当 前目录下的程序 a.out 却需要提供完整的路径名./a.out，这是因为 PATH 环境变量的值里面包含了 ls 命令所在的目录 /bin，却不包含 a.out 所在的目录。PATH 环境变量的值可以包含多个目录，用:号隔开。在 Shell 中用 echo 命令可以 查看这个环境变量的值：
$echo$PATH
shell解析器按照PATH环境变量中已经设定好的目录，一个目录一个目录找
SHELL
当前 Shell，它的值通常是/bin/bash。
TERM
当前终端类型，在图形界面终端下它的值通常是 xterm，终端类型决定了一些程序的输出显示方式，比如图形 界面终端可以显示汉字，而字符终端一般不行。
LANG
语言和 locale，决定了字符编码以及时间、货币等信息的显示格式。
HOME
当前用户主目录的路径，很多程序需要在主目录下保存配置文件，使得每个用户在运行该程序时都有自己的一套配置。
环境变量的相关函数
getenv 函数
获取环境变量值
chargetenv(constcharname); 成功：返回环境变量的值；失败：NULL(name 不存在)
setenv 函数
设置环境变量的值
intsetenv(constcharname,constcharvalue,intoverwrite); 成功：0；失败：-1
参数 overwrite 取值： 1：覆盖原环境变量 0：不覆盖。(该参数常用于设置新环境变量，如：ABC=haha-day-night)
unsetenv 函数
删除环境变量 name 的定义
intunsetenv(constchar*name); 成功：0；失败：-1
注意事项：name 不存在仍返回 0(成功)，当 name 命名为"ABC="时则会出错。
测试代码
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>int main(void)
{char *val;const char *name="ABD";//从当前的环境变量表中获得名字为name的环境变量值，保存到val里val=getenv(name);printf("1, %s = %s\n",name,val);//获取不出来，出一个空值//覆盖原有的环境变量setenv(name,"haha-day-and-night",1);//再获取环境变量val=getenv(name); printf("2, %s = %s\n",name,val);//删除刚添加的ABDint ret=unsetenv("ABD");//name=value:valueprintf("ret= %d\n",ret); val=getenv(name);printf("3, %s = %s\n",name,val);return 0;
}
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>int main(void)
{char *val;const char *name="ABD";//从当前的环境变量表中获得名字为name的环境变量值，保存到val里val=getenv(name);printf("1, %s = %s\n",name,val);//获取不出来，出一个空值//覆盖原有的环境变量setenv(name,"haha-day-and-night",1);//再获取环境变量val=getenv(name);printf("2, %s = %s\n",name,val);#if 1int ret=unsetenv("ABDFGH");//name=value:valueprintf("ret= %d\n",ret);val=getenv(name);printf("3, %s = %s\n",name,val);#else//删除刚添加的ABDint ret=unsetenv("ABD");//name=value:valueprintf("ret= %d\n",ret); val=getenv(name);printf("3, %s = %s\n",name,val);
#endif return 0;
}
进程控制
fork 函数
创建一个子进程。一个进程–>2个进程—>各自对fork做返回
pid_tfork(void); 失败返回-1；成功返回：
① 父进程返回子进程的 ID(非负整数>0,父进程)
②子进程返回 0 pid_t 类型表示进程 ID，但为了表示-1，它是有符号整型。(0 不是有效进程 ID，init 最小，为 1)，返回值=0,是子进程
注意返回值，不是 fork 函数能返回两个值，而是 fork 后，fork 函数变为两个，父子需【各自】返回一个
getpid 函数
获取当前进程 ID
pid_tgetpid(void);
getppid 函数
获取当前进程的父进程 ID
pid_tgetppid(void);
区分一个函数是“系统函数”还是“库函数”依据：
- 是否访问内核数据结构
- 是否访问外部硬件资源 二者有任一 → 系统函数；二者均无 → 库函数
getuid 函数
获取当前进程实际用户 ID
uid_tgetuid(void);
获取当前进程有效用户 ID
uid_tgeteuid(void);
getgid 函数
获取当前进程使用用户组 ID
gid_tgetgid(void);
获取当前进程有效用户组 ID
gid_tgetegid(void);
创建子进程
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>int main()
{pid_t pid;printf("xxxxxxxxxxxxxx\n");pid=fork();if(pid==-1){ perror("fork error");exit(1);} else if(pid==0){ printf("I am child\n,pid= %u, ppid= %u\n",getpid(),getppid());} else{ printf("I am parent\n,pid= %u, ppid= %u\n",getpid(),getppid());sleep(1);} //这段代码父子进程都有，所以要打印两次printf("yyyyyyyyyyyyyyyyyyy\n"); }
循环创建 n 个子进程
一次 fork 函数调用可以创建一个子进程。那么创建 N 个子进程应该是for(i=0;i<n;i++){fork()} 。但这样创建的并非是N个子进程
当 n 为 3 时候，循环创建了(2^n)-1 个子进程，而不是 N 的子进程。需要在循 环的过程，保证子进程不再执行 fork ，因此当(fork()==0)时，子进程应该立即 break;才正确。
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{int i;//循环因子pid_t pid;printf("xxxxxxxxxxxxxx\n");for(i=0;i<5;i++){pid=fork();if(pid==-1){perror("fork error");exit(1);}else if(pid==0){break;// printf("I am %d child\n,pid= %u, ppid= %u\n",i+1 ,getpid(),getppid());}else{// printf("I am parent\n,pid= %u, ppid= %u\n",getpid(),getppid());// sleep(1);}}if(i<5){sleep(i);printf("I am %d child %u\n",i+1,getpid());}else{sleep(i);printf("I am parent\n");}return 0;
}
进程共享
父子进程之间在 fork 后。有一些相同与不同的地方
父子相同处
刚 fork 之后： 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:
- 进程 ID
- fork 返回值
- 父进程 ID
- 进程运行时间
- 闹钟(定时器)
- 未决信号集
似乎，子进程复制了父进程 0-3G 用户空间内容，以及父进程的 PCB，但 pid 不同。真的每 fork 一个子进程都要 将父进程的 0-3G 地址空间完全拷贝一份，然后在映射至物理内存吗？
当然不是!父子进程间遵循读时共享写时复制（共享一块物理地址空间）的原则。这样设计，无论子进程执行父进程的逻辑还是执行自己 的逻辑都能节省内存开销。
注意
全局变量各自是独立的不能共享
重点：
父子进程共享：
- 文件描述符(打开文件的结构体)
- mmap 建立的映射区 (进程间通信详解)
特别的，fork 之后父进程先执行还是子进程先执行不确定。取决于内核所使用的调度算法。（随机争夺）
gdb 调试
使用 gdb 调试的时候，gdb 只能跟踪一个进程。可以在 fork 函数调用之前，通过指令设置 gdb 调试工具跟踪父 进程或者是跟踪子进程。默认跟踪父进程。
set follow-fork-mode child 命令设置 gdb 在 fork 之后跟踪子进程。
set follow-fork-mode parent 设置跟踪父进程。
注意，一定要在 fork 函数调用之前设置才有效。
list 展示代码
l 显示剩余代码
gcc 文件名 -g
gdb a.out
start/run按什么方式往下走（run自动，start逐步）
next/n往下走
quit退出
b 行数 if 条件 //设置条件断点
info b //查看断点
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