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09-linux-day05(进程控制)
一、学习目标
1、了解进程相关的概念
2、掌握fork/getpid/getppid函数的使用
3、熟练掌握ps/kill命令的使用
4、熟练掌握execl/execlp函数的使用
5、说出什么是孤儿进程什么是僵尸进程
6、熟练掌握wait函数的使用
7、熟练掌握waitpid函数的使用
二、进程
1、进程和程序
什么是程序？编译好的二进制文件。
什么是进程？运行着的程序。
站在程序员的角度：运行一系列指令的过程。
站在操作系统角度：分配系统资源的基本单位。
区别：
程序占用磁盘，不占用系统资源。
进程占用系统资源。
一个程序对应多个进程，一个进程对应一个程序。
程序没有生命周期，进程有生命周期。
2、单道和多道程序设计
3、进程的状态转化
进程的状态切换
4、MMU 的作用
》MMU作用：1）虚拟内存和物理内存的映射；2）修改内存访问级别
用户空间映射到物理内存是独立的。
5、PCB的概念
Linux内核的进程控制块是task_struct结构体。
查找结构体：
> sudo grep -rn "struct task_struct {" /usr/
技巧：光标停留在{上，按%，可以到结构体的结尾。（400多行）
查看进程的资源上限：
>ulimit -a
6、获取环境变量
查看所有的环境变量：（写法：key=value，且等号两端不能有空格）
>env
常见的环境变量：
>echo $HOME
>echo $PATH
》getenv函数——获取环境变量
man 2 getenv
char *getenv(const char *name);
>touch getenv.c
>vi getenv.c
1 #include<stdio.h> 2 #include<stdlib.h> 3 4 int main() 5 { 6 printf("homepath is [%s]\n", getenv("HOME")); 7 return 0; 8 }>make
>./getenv
》setenv函数——设置环境变量的值
man 2 setenv
int setenv(const char *name, const char *value, int overwrite);
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。）
一般配置（.bashrc）文件!（如：export key=val;）
》unsetenv函数——删除环境变量name的定义
man 2 unsetenv
int unsetenv(const char *name);
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!
7、进程控制函数fork
>touch fork.c
>vi fork.c
1 #include<stdio.h> 2 #include<unistd.h> 3 4 int main() 5 { 6 printf("Begin ....\n");//此处缺少“\n”结果会不一样，这是由于printf有缓冲区机制，往屏幕上输出，会有行缓冲 7 pid_t pid = fork(); 8 printf("End ....\n"); 9 return 0; 10 }>make
>./fork
（可以知道结束了两个进程。）
》getpid获得当前进程的PID和进程ID，，getppid——获得当前进程父进程的ID
man getpid
pid_t getpid(void);
pid_t getppid(void);
8、fork创建子进程
>vi fork.c
1 #include<stdio.h> 2 #include<unistd.h> 3 #include<stdlib.h> 4 5 int main() 6 { 7 printf("Begin ....\n"); 8 pid_t pid = fork(); 9 if(pid < 0){ 10 perror("fork err"); 11 exit(1); 12 } 13 if(pid == 0){ 14 //子进程 15 printf("I am a child,pid = %d,ppid = %d\n",getpid(), getppid()); 16 } 17 else if(pid > 0){ 18 //父进程的逻辑 19 printf("childpid=%d,self=%d,ppid=%d\n",pid,getpid(),getppid()); 20 sleep(1);//让父进程等待一段时间，在死去。 21 } 22 23 printf("End ....\n"); 24 return 0; 25 }>make
>./fork
9、进程控制的命令
>vi fork.c
1 #include<stdio.h> 2 #include<unistd.h> 3 #include<stdlib.h> 4 5 int main() 6 { 7 printf("Begin ....\n"); 8 pid_t pid = fork(); 9 if(pid < 0){ 10 perror("fork err"); 11 exit(1); 12 } 13 if(pid == 0){ 14 //子进程 15 printf("I am a child,pid = %d,ppid = %d\n",getpid(), getppid()); 16 while(1){ 17 printf("I am a child\n"); 18 sleep(1); 19 } 20 } 21 else if(pid > 0){ 22 //父进程的逻辑 23 printf("childpid=%d,self=%d,ppid=%d\n",pid,getpid(),getppid()); 24 while(1){ 25 sleep(1); 26 } 27 } 28 29 printf("End ....\n"); 30 return 0; 31 }>make
>./fork
让子进程一直保持运行，打开另一个终端查看PPID和PID分析：
》ps aux——查看进程相关信息的指令
》ps ajx——可以查看更多进程相关的信息，从而追溯进程之间的血缘关系
可以看到PPID、PID，可以看出shell进程是所有进程的父亲，继续追溯，可以看到最终父进程是init
（init进程是所有进程的祖先！）
>kill -9 2890
>ps ajx
杀死了父进程，init成为子进程2891新的父亲。
>kill 2891
杀死子进程
》kill指令——给进程发送一个信号
kill -l 查看信号相关的信息
SIGKILL 9号信号
kill -9 pid——杀死进程
10、创建n个子进程
需求：让父进程创建n个子进程
>touch nfork.c
>vi nfork.c
1 #include<stdio.h> 2 #include<unistd.h> 3 #include<stdlib.h> 4 5 int main() 6 { 7 int n = 5; 8 int i = 0; 9 pid_t pid = 0; 10 for(i = 0; i < 5; i++){//父进程循环结束 11 pid = fork(); 12 if(pid == 0){ 13 //son 14 printf("I am child, pid=%d,ppid=%d\n",getpid(),getppid()); 15 break;//子进程退出循环的接口 16 } 17 else if(pid > 0){ 18 //father 19 printf("I am father, pid=%d,ppid=%d\n",getpid(),getppid()); 20 } 21 } 22 while(1){ 23 sleep(1); 24 } 25 return 0; 26 }>gcc nfork.c
>./a.out
>ps aux | grep a.out |grep -v grep | wc -l
11、循环创建n个子进程控制顺序
》需求：精确控制各个子进程
>touch nfork1.c
>vi nfork1.c
1 #include<stdio.h> 2 #include<unistd.h> 3 #include<stdlib.h> 4 5 int main() 6 { 7 int n = 5; 8 int i = 0; 9 pid_t pid = 0; 10 for(i = 0; i < 5; i++){//父进程循环结束 11 pid = fork(); 12 if(pid == 0){ 13 //son 14 printf("I am child, pid=%d,ppid=%d\n",getpid(),getppid()); 15 break;//子进程退出循环的接口 16 } 17 else if(pid > 0){ 18 //father 19 //printf("I am father, pid=%d,ppid=%d\n",getpid(),getppid()); 20 } 21 } 22 23 sleep(i); 24 if(i < 5){ 25 printf("I am child, will exit,pid=%d,ppid=%d\n",getpid(),getppid()); 26 } 27 else{ 28 //father 29 printf("I am parent, will out,pid=%d,ppid=%d\n",getpid(),getppid()); 30 } 31 32 return 0; 33 }>gcc nfork1.c
>./a.out
12、父子进程共享的内容
13、父子进程不共享全局变量
14、execlp函数介绍
15、exec函数规律
16、exel实现自定义程序
17、孤儿进程与僵尸进程
》孤儿进程：父亲死了，子进程被init进程领养。
》僵尸进程：子进程死了，父进程没有回收子进程的资源（PCB）。
wait函数简单使用和说明
wait回收并且查看死亡原因
waitpid回收子进程
用wait回收多个子进程
waitpid回收多个子进程
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