迅为嵌入式Linux学习笔记4——进程

进程指的是正在运行的程序，是操作系统分配资源的最小单位。

进程ID

每个进程都有唯一的标识符，这个标识符就是进程ID，简称pid

进程间通信的方法

管道通信：分为有名管道和无名管道
信号通信：信号的发送，信号的接收，信号的处理
IPC通信：共享内存，消息队列，信号量
socket通信

进程的三种状态

就绪态
执行态
阻塞态

进程控制

创建进程

fork函数

头文件:

#include <unistd.h>

函数原型:

pid_t fork(void);

返回值：

fork函数有三种返回值：

在父进程中，fork返回新创建的子进程的PID

在子进程中，fork返回0

如果出现错误，fork返回一个负值

获得pid函数

pid_t getpid(void);//获得当前进程的PID
pid_t getppid(void);//获得当前进程父进程的PID

例程1

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>int main(int argc, char *argv[])
{pid_t pid;pid = fork();if (pid < 0) {printf("fork error\n");return -1;}// 父进程if (pid > 0) {printf("This is parent, parent pid is %d\n", getpid());}// 子进程if (pid == 0) {printf("This is child, child pid is %d, parent pid is %d\n", getpid(), getppid());}return 0;
}// 子进程是从fork函数开始往下执行的
// 父子进程的执行顺序是不一定的，可能父进程先执行，也可能子进程先执行

exec函数族

在Linux中并没有exec函数，而是有6个以exec开头的函数族，下面列举了exec函数族的6个函数成员的函数原型

#include <unistd.h>
int execl(const char *path, const char *arg, ...);
int execv(const char *path, char *const argv[]);
int execle(const char *path, const char *arg, ..., char *const envp[]);
int execve(const char *path, char *const argv[], char *const envp[]);
int execlp(const char *file, const char *arg, ...);
int execvp(const char *file, char *const argv[]);

换核不换壳

当进程调用exec函数时，进程的用户空间代码和数据空间会完全被新的程序替代。

.test 和 .data 都会替换成新的程序。

在Linux中使用exec函数族主要有以下两种情况：

当进程认为自己不能再为系统和用户做出任何贡献时，就可以调用任何exec函数族让自己重生。
如果一个进程想执行另一个程序，那么它就可以调用fork函数新建一个进程，然后调用任何一个exec函数使子进程重生。

例程2

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>int main(int argc, char *argv[])
{pid_t pid;pid = fork();if (pid < 0) {printf("fork error\n");return -1;}// 父进程if (pid > 0) {printf("This is parent, parent pid is %d\n", getpid());}// 子进程if (pid == 0) {printf("This is child, child pid is %d, parent pid is %d\n", getpid(), getppid());execl("/home/samba/linux/15/hello", "hello", NULL);// 第一个参数是程序路径，第二个参数是程序名，可变参数是程序所需参数，最后一个参数以NULL结尾exit(1);// 假如程序执行失败，退出当前进程，返回1（成功返回0，失败返回1）}return 0;
}

ps和kill命令

ps命令：

ps命令可以列出系统中当前运行的那些进程。

命令格式：ps [参数]

命令功能：用来显示当前进程的状态

常用参数：aux（a:显示终端上的所有进程，u：显示归属用户、相关的内存使用情况，x：显示不关联终端的进程）

# 使用管道查找aux线程
ps aux | grep aux

kill命令：

kill命令用来杀死进程

举例：kill -9(SIGKILL) PID

kill -l //查看有哪些信号

孤儿进程和僵尸进程

孤儿进程

父进程结束以后，子进程还未结束，这个子进程就叫做孤儿进程。孤儿进程会被init进程（PID号为1）领养，init进程成为孤儿进程的父进程。

例程3

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>int main(int argc, char *argv[])
{pid_t pid;pid = fork();if (pid < 0) {printf("fork error\n");return -1;}// 父进程if (pid > 0) {printf("This is parent, parent pid is %d\n", getpid());}// 子进程if (pid == 0) {sleep(2);printf("This is child, child pid is %d, parent pid is %d\n", getpid(), getppid());}return 0;
}

僵尸进程

子进程结束以后，父进程还在运行，但是父进程不去释放进程控制块，这个子进程就叫做僵尸进程。

例程4

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>int main(int argc, char *argv[])
{pid_t pid;pid = fork();if (pid < 0) {printf("fork error\n");return -1;}// 父进程if (pid > 0) {printf("This is parent, parent pid is %d\n", getpid());while(1);}// 子进程if (pid == 0) {printf("This is child, child pid is %d, parent pid is %d\n", getpid(), getppid());exit(0);}return 0;
}

wait函数

头文件与函数原型：

#include <sys/wait.h>
pid_t wait(int *status);
// 返回值：成功返回回收的子进程的pid，失败返回-1

wait函数是一个阻塞函数，调用一次只能回收一个进程。每当父进程调用wait函数，就会去分析当前进程的某个子进程是否已经退出，如果找到了，就回去回收这个子进程的信息，并将它彻底销毁。如果没有找到，wait函数就会一直阻塞在这里，直到出现某子进程退出为止。

与wait函数的参数有关的两个宏定义：

WIFEXITED(status): 如果子进程正常退出，则该宏定义为真
WEXITSTATUS(status): 如果子进程正常退出，则该宏定义的值为子进程的退出值。

例程5

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>int main(int argc, char *argv[])
{pid_t pid;// 创建一个子进程pid = fork();if (pid < 0) {printf("error\n");}// 父进程if (pid > 0) {int status;wait(&status);if (WIFEXITED(status) == 1) {printf("return value is %d\n", WEXITSTATUS(status));}}// 子进程if (pid == 0) {sleep(2);printf("This is child\n");exit(6);}return 0;
}

守护进程

守护进程运行在后台，不跟任何控制终端关联。

守护进程创建有两个要求：

必须作为init进程的子进程
不跟控制终端交互

创建步骤：

使用fork函数创建一个新的进程，然后让父进程使用exit函数直接退出。（必须要的）
调用setsid函数。抛弃控制终端，退出当前进程组和会话。创建一个新的会话，并在新会话里创建新的进程组，调用函数的这个进程就会成为新会话新进程组里的唯一进程。（必须要的）
调用chdir函数，将当前的工作目录改成根目录，蹭强程序的健壮性。（不是必须要的）
重设我们umask文件掩码，增强程序的健壮性和灵活性。（不是必须要的）
关闭文件描述符，节省资源。（不是必须要的）
执行我们需要执行的代码。（必须要的）

例程6

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>int main(void)
{pid_t pid;// 步骤一: 创建一个新的进程pid = fork();// 父进程直接退出if (pid > 0) {exit(0);}if (pid == 0) {// 步骤二: 调用setsid函数摆脱控制终端setsid();// 步骤三：更改工作目录chdir("/");// 步骤四：重设umask文件掩码umask(0);// 步骤五：关闭标准输入，标准输出，标准出错close(0);close(1);close(2);// 步骤六：执行我们要执行的代码while (1) {}}
}

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例程4

wait函数

例程5

守护进程

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