进程间控制

进程间控制

一、创建进程：fork()函数

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
pid_t fork(void);

• 功能：
  用于从一个已存在的进程中创建一个新进程，新进程称为子进程，原进程称为父进程。
• 参数：
  无
• 返回值：
  成功：子进程中返回 0，父进程中返回子进程 ID。
  失败：返回-1，perror打印原因。

父子进程关系

父子进程几乎所有的资源属性都是一样的，都有各自的堆栈区，变量的虚拟地址也是一样的，文件描述符也是一样的，只有进程号，计时器等少量信息是不同的，因此fork()函数的代价很大。

二、等待子进程退出函数：wait()函数

#include <sys/wait.h>
pid_t wait(int *statloc);

• 功能：

  在进程结束时， 内核释放该进程所有的资源、包括打开的文件、占用的内存等。但是仍然为其保留一定的信息，这些信息主要主要指进程控制块PCB的信息（包括进程号、退出状态、运行时间等）。 wait()函数的作用是回收子进程剩下的资源。有三种情况：

  1. 所有子进程都在运行，则阻塞。
  2. 有一个子进程已终止，等待父进程获取其终止状态，则取得改子进程的终止状态并返回。
  3. 没有任何子进程，则出错返回。

• 参数：int *statloc

  ​ 状态码存在statloc所指内存处。

• 返回值：成功返回进程id，出错返回0或-1。

#include <sys/wait.h>
pid_t waitpid(pid_t pid, int *statloc, int options);

waitpid()和wait()的区别：

• wait()函数在子进程没终止的时候会阻塞，waitpid()可以设置选项不阻塞
• waitpid()可以设置等待的进程id

pid_t pid：

• pid == -1：等待任意一个子进程
• pid > 0 ：等待pid
• pid == 0：等待调用进程组id的任意子进程
• pid < -1：等待组id等于pid绝对值的任意子进程

options：

• WNOHANG：若pid指定的子进程不是立即可用的，则waitpid()不阻塞，返回0；

返回值：
1. 当正常返回的时候，waitpid() 返回收集到的已经回收子进程的进程号；
2. 如果设置了选项 WNOHANG，而调用中 waitpid() 发现没有已退出的子进程可等待，则返回 0；
3. 如果调用中出错，则返回-1，这时 errno 会被设置成相应的值以指示错误所在，如：当 pid 所对应的子进程不存在，或此进程存在，但不是调用进程的子进程，waitpid() 就会出错返回，这时 errno 被设置为 ECHILD；

三、exec函数

exec函数不创建新进程，只用磁盘上的程序替换当前进程的正文段、数据段、堆段和栈段。然后从main函数开始运行。

exec函数族使用说明

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

l 代表 list

命令的参数是列举出来的execl("/bin/ls","ls","./",NULL)，第一个参数是路径，后面的参数组合起来就是命令行要输入的命令

v代表vector

命令的参数是用字符串数组的形式给出

char *const ps_argv[] ={"ps", "-o", "pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm", NULL};
execv("/bin/ps", ps_argv);

e 代表 environment

传递新的环境变量

char *const ps_envp[] ={"PATH=/bin:/usr/bin", "TERM=console", NULL};
execle("/bin/ps", "ps", "-o", "pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm", NULL, ps_envp);

p代表PATH

在$PATH环境变量里搜索程序名

char *const ps_argv[] ={"ps", "-o", "pid,ppid,pgrp,session,tpgid,comm", NULL};
execvp("ps", ps_argv);