12.进程控制
12.进程控制
1.学习目标
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了解进程相关的概念
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掌握fork/getpid/getppid函数的使用
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熟练掌握ps/kill命令的使用
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熟练掌握execl/execlp函数的使用
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说出什么是孤儿进程什么是僵尸进程
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熟练掌握wait函数的使用
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熟练掌握waitpid函数的使用
2.进程相关概念
2.1 程序和进程
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程序，是指编译好的二进制文件，在磁盘上，占用磁盘空间，是一个静态的概念。
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进程，一个启动的程序， 进程占用的是系统资源，如：物理内存，CPU，终端等，是一个动态的概念
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程序 → 剧本(纸)
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进程 → 戏(舞台、演员、灯光、道具...)
同一个剧本可以在多个舞台同时上演。同样，同一个程序也可以加载为不同的进程(彼此之间互不影响)
2.2 并行和并发
- 并发，在一个时间段内，是在同一个cpu上，同时运行多个程序。
如：若将CPU的1S的时间分成1000个时间片，每个进程执行完一个时间片必须无条件让出CPU的使用权，这样1S中就可以执行1000个进程。
- 并行性指两个或两个以上的程序在同一时刻发生(需要有多颗)。
2.3 PCB-进程控制块
每个进程在内核中都有一个进程控制块（PCB）来维护进程相关的信息，Linux内核的进程控制块是task_struct结构体。
/usr/src/linux-headers-4.4.0-96/include/linux/sched.h文件的1390行处可以查看struct task_struct 结构体定义。其内部成员有很多，我们重点掌握以下部分即可：
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进程id。系统中每个进程有唯一的id，在C语言中用pid_t类型表示，其实就是一个非负整数。
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进程的状态，有就绪、运行、挂起、停止等状态。
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进程切换时需要保存和恢复的一些CPU寄存器。
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描述虚拟地址空间的信息。
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描述控制终端的信息。
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当前工作目录（Current Working Directory）。
█getcwd --pwd
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umask掩码。
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文件描述符表，包含很多指向file结构体的指针。
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和信号相关的信息。
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用户id和组id。
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会话（Session）和进程组。
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进程可以使用的资源上限（Resource Limit）。
█ulimit -a
2.4 进程状态(面试考)
- 进程基本的状态有5种。分别为初始态，就绪态，运行态，挂起态与终止态。其中初始态为进程准备阶段，常与就绪态结合来看。
3.创建进程
3.1 fork函数
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函数作用：创建子进程
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原型: pid_t fork(void);
函数参数：无
返回值：调用成功:父进程返回子进程的PID，子进程返回0；
调用失败:返回-1，设置errno值。
● fork函数代码片段实例
- 调用fork函数的内核实现原理:
● fork函数总结
►fork函数的返回值？
父进程返回子进程的PID，是一个大于0数;
子进程返回0；
特别需要注意的是：不是fork函数在一个进程中返回2个值，而是在父子进程各自返回一个值。
►子进程创建成功后，代码的执行位置？
父进程执行到什么位置，子进程就从哪里执行
►如何区分父子进程
通过fork函数的返回值
►父子进程的执行顺序
不一定，哪个进程先抢到CPU，哪个进程就先执行
3.2 ps命令和kill命令
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ps aux | grep "xxx"
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ps ajx | grep "xxx"
▶ -a：（all）当前系统所有用户的进程
▶-u：查看进程所有者及其他一些信息
▶-x：显示没有控制终端的进程 -- 不能与用户进行交互的进程【输入、输出】
▶-j: 列出与作业控制相关的信息
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kill -l 查看系统有哪些信号
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kill -9 pid 杀死某个线程
3.3 getpid/getppid
- getpid - 得到当前进程的PID
pid_t getpid(void);
- getppid - 得到当前进程的父进程的PID
pid_t getppid(void);
3.3 练习题
- 编写程序，循环创建多个子进程，要求如下：
1.多个子进程是兄弟关系。
2.判断子进程是第几个子进程
画图讲解创建多个子进程遇到的问题
注意：若让多个子进程都是兄弟进程，必须不能让子进程再去创建新的子进程。
- 编写程序，测试父子进程是否能够共享全局变量
重点通过这个案例讲解读时共享，写时复制