20-进程_pstree_kill_fork_execl_waitpid_练习

进程

* 进程 程序的一次动态执行过程
进程生命周期:
  • 创建:创建虚拟地址空间、地址空间分段,创建task_struct结构(PCB进程控制块)
  • 调度:内核管理task_struct结构组成的链表,根据优先级和进程属性分配时间片
  • 执行:进程获得时间片到cpu中执行
  • 消亡:进程结束,回收虚拟地址空间,由父进程回收task_struct结构。
虚拟地址空间分段:
  • stack:栈区,存放局部变量、函数传参、返回地址
  • 不要进行太深的递归防止栈溢出。
  • heap:堆区,用来给malloc使用的空间
  • 使用完成记得free防止内存泄露
  • .bss:未初始化的全局变量/静态变量static(作用域)
  • .data:已初始化的全局/静态变量
  • .text:代码、常量
* task_struct:pid进程号 ppid父进程号 用到的资源 内存映射表 打开的文件

程序和进程有什么区别 ?

  • 程序是静态的,是一个文件
  • 进程是动态的一个执行过程,包括创建、调度、执行、消亡整个生命周期。
* ps 查看当前终端的进程 任意的命令也是一个进程
  • ps -ef 查看更多进程信息,可以查看到父进程ID,tty为?表示与终端无关。
  • ps -aux可以查看进程状态
  • ps -axj可以查看到会话组
  • top可以动态查看进程状态包括优先级 空格刷新 q退出
* pstree 树形查看进程关系,init是所有进程的根,进程号为1
* 进程组:为了统一管理一些进程分的组
* 会话组:比进程组更大的单位,可以包含多个进程组
进程分类:
  • 交互进程:前台进程(既可以输入、也可以输出)、后台(只能输出)

  • 后台进程产生:./a.out &

    • ctrl+z 暂停,bg 放到后台
    • fg 可以唤到前台
  • 批处理进程

  • 守护进程

  • 进程状态:

    S:睡眠/等待态

    T:停止态(暂停)

    R:运行态

    Z:僵尸态,父进程没有回收子进程资源

  • +表示前台 s会话组长 l多线程 <优先级比较高 N表示优先级比较低

* kill 给进程发送信号 -l可以查看所有的信号 -9强制结束一个进程
* 运行前指定优先级 nice ./a.out 10
* 运行时改变优先级 renice 5 pid
* 父进程退出,子进程会成为孤儿进程,孤儿进程由init接管
* fork();创建一个子进程,在父进程中返回子进程的pid,在子进程中返回0。
* fork之前的内容拿到结果(继承),之后的内容原样复制。
* fork之前打开的文件,复制时会延续之前的结构,会使用同一个文件指针,父子进程操作文件会互相造成影响。
* getpid获得自己的pid
* getppid获得父进程的pid
execl :
  • execl(可执行文件,执行方式,其他参数,以NULL结尾);
  • 替换当前地址空间内容,执行新的可执行文件。
  • ...可变长度传参,以NULL结尾。
_exit :
  • _exit(int status);
  • 不清理缓冲区,立即退出当前进程。status返回给父进程,父进程通过wait一族函数回收。
* exit() ; 退出进程时清理缓冲区。
* wait() ; 阻塞等待子进程改变状态,子进程改变状态之后wait变成非阻塞。
waitpid(pid,status,options);
  • pid: <-1:等待组ID为-pid的子进程
  • -1:等待任意子进程
  • 0:等待当前进程组的子进程
  • >0:等待指定的子进程
  • options:
    • 0:阻塞等待
    • WNOHANG非阻塞,并且没有子进程退出,直接返回0

练习 :

通过fork创建一个子进程,父进程复制1.txt的前一半,子进程复制1.txt的后一半,然后写入到2.txt。
/************************************************************************
   > File Name:    homework.c
   > Author:       Lin
   > Mail:         linbb@farsight.cn
   > Created Time: 2016年12月01日 星期四 09时11分48秒
*******************************************************************/

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#define SIZE 64
int main(int argc, const char *argv[])
{
    pid_t p;
    char buf[SIZE];
    int fp1,fp2;
    long len,sum = 0,n;
    fp1 = open("1.txt",O_RDONLY|O_EXCL);
    if(-1 == fp1)
    {
        perror("open1");
        return -1;
    }
    fp2 = open("2.txt",O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC,0666);
    if(-1 == fp2)
    {
        perror("open2");
        return -1;
    }
    len = lseek(fp1,0,SEEK_END);
    if(-1 == len)
    {
        perror("lseek 1");
        return -1;
    }
    len /= 2;
    p = fork();
    if(-1 == p)
    {
        perror("fork");
        return -1;
    }
    if(p == 0)
    {
        if(-1 == lseek(fp1,len,SEEK_SET))
        {
            perror("lseek 2");
            return -1;
        }
        if(-1 == lseek(fp2,len,SEEK_SET))
        {
            perror("lseek 3");
            return -1;
        }

        while(1)
        {
            n = read(fp1,buf,SIZE);
        //  printf("child:n = %ld\n",n);
            if(-1 == n)
            {
                perror("read");
                return -1;
            }
            if(0 == n)
                break;
            write(fp2,buf,n);
        }
    }else
    {
        if(-1 == close(fp1))
        {
            perror("close 1");
            return -1;
        }

        if(-1 == close(fp2))
        {
            perror("close 2");
            return -1;
        }
        fp1 = open("1.txt",O_RDONLY|O_EXCL);
        if(-1 == fp1)
        {
            perror("open1");
            return -1;
        }
        fp2 = open("2.txt",O_WRONLY);
        if(-1 == fp2)
        {
            perror("open2");
            return -1;
        }
        if(-1 == lseek(fp1,0,SEEK_SET))
        {
            perror("lseek 4");
            return -1;
        }
        if(-1 == lseek(fp2,0,SEEK_SET))
        {
            perror("lseek 5");
            return -1;
        }
        while(1)
        {
            n = read(fp1,buf,SIZE);
            sum += n;
        //  printf("father:n = %ld,sum = %ld,len = %ld\n",n,sum,len);
            if(-1 == n)
            {
                perror("read");
                return -1;
            }
            if(sum > len)
            {
                write(fp2,buf,n - (sum - len));
                break;
            }
            write(fp2,buf,n);
        }

    }
    if(-1 == close(fp1))
    {
        perror("close 1");
        return -1;
    }

    if(-1 == close(fp2))
    {
        perror("close 2");
        return -1;
    }
    return 0;
}

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