LInux ---- 多进程

头文件
    #include <sys/types.h>
    #include <unistd.h>
函数
    pid_t fork(void);
    函数的作用：用于创建子进程。
    返回值：类型：pid_t
      　　 fork()的返回值会返回两次。一次是在父进程中，一次是在子进程中。
          在父进程中返回创建的子进程的ID,
          在子进程中返回0
　　　　　　在父进程中返回-1，表示创建子进程失败，并且设置errno
    如何区分父进程和子进程：通过fork的返回值。
          

父子进程之间的关系：
    区别：
        1.fork()函数的返回值不同
          父进程中: >0 返回的子进程的ID
          子进程中: =0
        2.pcb中的一些数据
          当前进程的id pid
          当前进程的父进程的id ppid
          信号集
    共同点：
          某些状态下：子进程刚被创建出来，还没有执行任何的写数据的操作
           - 用户区的数据
           - 文件描述符表
    父子进程对变量是不是共享的？
           - 刚开始的时候，是一样的，共享的。如果修改了数据，不共享了。
           - 读时共享（子进程被创建，两个进程没有做任何写操作），写时拷贝。

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int main() {

    int num = 10;

    // 创建子进程
    pid_t pid = fork();

    // 判断是父进程还是子进程
    if (pid > 0) {
        // printf("pid : %d\n", pid);
        // 如果大于0，返回的是创建的子进程的进程号，当前是父进程
        printf("i am parent process, pid : %d, ppid : %d\n", getpid(), getppid());

        printf("parent num : %d\n", num);
        num += 10;
        printf("parent num += 10 : %d\n", num);
    }
    else if (pid == 0) {
        // 当前是子进程
        printf("i am child process, pid : %d, ppid : %d\n", getpid(), getppid());

        printf("child num : %d\n", num);
        num += 100;
        printf("child num += 100 : %d\n", num);
    }

    // for循环
    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        printf("i : %d , pid : %d\n", i, getpid());
        sleep(1);
    }

    return 0;
}

 

　　实际上，更准确来说，Linux 的 fork() 使用是通过写时拷贝 (copy- on-write) 实现。写时拷贝是一种可以推迟甚至避免拷贝数据的技术。内核此时并不复制整个进程的地址空间，而是让父子进程共享同一个地址空间。只用在需要写入的时候才会复制地址空间，从而使各个进行拥有各自的地址空间。也就是说，资源的复制是在需要写入的时候才会进行，在此之前，只有以只读方式共享。

　　注意：fork之后父子进程共享文件，fork产生的子进程与父进程相同的文件文件描述符指向相同的文件表，引用计数增加，共享文件偏移指针。

 

GDB调试

　　使用 GDB 调试的时候，GDB 默认只能跟踪一个进程，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。

　　设置调试父进程或者子进程：set follow-fork-mode [parent（默认）| child]

　　设置调试模式：set detach-on-fork [on | off]

　　　　默认为 on，表示调试当前进程的时候，其它的进程继续运行，如果为 off，调试当前进程的时候，其它进程被 GDB 挂起。

　　查看调试的进程：info inferiors

　　切换当前调试的进程：inferior id

　　使进程脱离 GDB 调试：detach inferiors id

在父进程中返回-1，表示创建子进程失败，并且设置errno

exce函数族
　　

　　在进程的创建上Unix采用了一个独特的方法，它将进程创建与加载一个新进程映象分离。这样的好处是有更多的余地对两种操作进行管理。当我们创建了一个进程之后，通常将子进程替换成新的进程映象，这可以用exec系列的函数来进行。当然，exec系列的函数也可以将当前进程替换掉。

　　例如：在shell命令行执行ps命令，实际上是shell进程调用fork复制一个新的子进程，在利用exec系统调用将新产生的子进程完全替换成ps进程。

　　exec 函数族的作用是根据指定的文件名找到可执行文件，并用它来取代调用进程的 内容，换句话说，就是在调用进程内部执行一个可执行文件。
　　exec 函数族的函数执行成功后不会返回，因为调用进程的实体，包括代码段，数据段和堆栈等都已经被新的内容取代，只留下进程 ID 等一些表面上的信息仍保持原样， 颇有些神似“三十六计”中的“金蝉脱壳”。看上去还是旧的躯壳，却已经注入了新的灵魂。只有调用失败了，它们才会返回-1，从原程序的调用点接着往下执行。

　　int execl(const char *path, const char *arg, ...);

        - 参数：

            - path:需要指定执行文件的路径或者名称

                a.out   /home/nowcoder/a.out 推荐使用绝对路径

                ./a.out hello world

        - arg:是执行可执行文件所需要的参数列表

                第一个参数一般没有什么作用，为了方便，一般写的是执行的程序的名称

                从第二个参数开始往后，就是程序执行所需要的的参数列表。

                参数最后需要以NULL结束（哨兵）

        - 返回值：

            只有当调用失败，才会有返回值，返回-1，并且设置errno

            如果调用成功，没有返回值。

 

　　int execlp(const char *file, const char *arg, ... );

        - 借助环境变量PATH加载一个进程，如果找到了就执行，找不到就执行不成功。

        - 参数：

            - file:需要执行的可执行文件的文件名

                a.out

                ps

            - arg:是执行可执行文件所需要的参数列表

                第一个参数一般没有什么作用，为了方便，一般写的是执行的程序的名称

                从第二个参数开始往后，就是程序执行所需要的的参数列表。

                参数最后需要以NULL结束（哨兵）

        - 返回值：

            只有当调用失败，才会有返回值，返回-1，并且设置errno

            如果调用成功，没有返回值。

        int execv(const char *path, char *const argv[]);

        argv是需要的参数的一个字符串数组

        char * argv[ ] = {"ps", "aux", NULL};

        execv("/bin/ps", argv);

        int execve(const char *filename, char *const argv[], char *const envp[]);

        char * envp[ ] = {"/home/nowcoder", "/home/bbb", "/home/aaa"};

 

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int main() {

    // 创建一个子进程，在子进程中执行exec函数族中的函数
    pid_t pid = fork();

    if (pid > 0) {
        // 父进程
        printf("i am parent process, pid : %d\n", getpid());
        sleep(1);
    }
    else if (pid == 0) {
        // 子进程
        execl("hello", "hello", NULL);　　　　　//第一个hello为相对路径，即当前文件夹内
        execlp("ps", "ps", "aux", NULL);　　　　//环境变量中有ps的路径
        execl("/bin/ps", "ps", "aux", NULL);
        perror("execl");
        printf("i am child process, pid : %d\n", getpid());
    }

    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        printf("i = %d, pid = %d\n", i, getpid());
    }

    return 0;
}

　　◼ int execl(const char *path, const char *arg, .../* (char *) NULL */);

　　◼ int execlp(const char *file, const char *arg, ... /* (char *) NULL */);

　　◼ int execle(const char *path, const char *arg, .../*, (char *) NULL, char * const envp[] */);

　　◼ int execv(const char *path, char *const argv[]);

　　◼ int execvp(const char *file, char *const argv[]);

　　◼ int execvpe(const char *file, char *const argv[], char *const envp[]);

　　◼ int execve(const char *filename, char *const argv[], char *const envp[]);

 

 

　　l(list) 参数地址列表，以空指针结尾

　　v(vector) 存有各参数地址的指针数组的地址

　　p(path) 按 PATH 环境变量指定的目录搜索可执行文件

　　e(environment) 存有环境变量字符串地址的指针数组的地址