[系统运维]【Linux】应用篇六--进程的创建与回收

一、进程的基本概念

1、进程的概念

程序

存放在磁盘上的指令和数据的有序集合（文件）
静态的

进程

执行一个程序所分配的资源的总称
进程是程序的一次执行过程
动态的，包括创建、调度、执行和消亡

2、进程包含的内容

• BSS段：存放程序中未初始化的全局变量
• 数据段：已初始化的全局变量
• 代码段：程序执行代码
• 堆（heap）：malloc等函数分配内存
• 栈(stack)：局部变量，函数参数，函数的返回值
• 进程控制块（pcb)：PID，进程用户, 进程优先级，文件描述符表

3、进程的状态

• 运行态：进程正在运行，或者准备运行
• 等待态：进程在等待一个事件的发生或某种系统资源可中断或
  不可中断
• 停止态：进程被中止，收到信号后可继续运行
• 死亡态：已终止的进程，但pcb没有被释放

4、进程类型

• 交互进程：在shell下启动。以在前台运行，也可以在后台运行
• 批处理进程：和在终端无关，被提交到一个作业队列中以便顺序执行
• 守护进程：和终端无关，一直在后台运行

二、进程的常用命令

1、查看进程信息

• ps : 查看系统进程快照
• top : 查看进程动态信息
• /proc : 查看进程详细信息

ps 命令详细参数：

-e：显示所有进程
-l：长格式显示更加详细的信息
-f 全部列出，通常和其他选项联用

ps -elf|grep 进程名：查看与进程名相同的所有进程的信息
参数的含义：

top:

• 查看进程动态信息
• shift+> 后翻页
• shift+< 前翻页

top -p PID :查看某个进程

2、前后台进程切换

• jobs : 查看后台进程
• bg : 将挂起的进程在后台运行
• fg : 把后台运行的进程放到前台运行
• ctrl+z : 把运行的前台进程转为后台并停止。
• ./test & : 把test程序后台运行

3、改变进程优先级

nice-按用户指定的优先级运行进程

nice [-n NI值] 命令

• NI 范围是 -20~19。数值越大优先级越低
• 普通用户调整 NI 值的范围是 0~19，而且只能调整自己的进程。
• 普通用户只能调高 NI 值，而不能降低。如原本 NI 值为 0，则只能调整为大于 0。
• 只有 root 用户才能设定进程 NI 值为负值，而且可以调整任何用户的进程。

renice -改变正在运行进程的优先级

renice [优先级] PID

三、进程的创建与结束

1、创建子进程

子进程概念:子进程为由另外一个进程（对应称之为父进程）所创建的进程

创建子进程的函数：

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

创建新的进程，失败时返回-1,成功时父进程返回子进程的进程号，子进程返回0
通过fork的返回值区分父进程和子进程

要点：

• 子进程只执行fork之后的代码
• 父子进程执行顺序是操作系统决定的。

注意：

• 子进程继承了父进程的所有内容
• 父子进程有独立的地址空间，互不影响
• 若父进程先结束,子进程成为孤儿进程，被init进程收养,子进程变成后台进程
• 若子进程先结束,父进程如果没有及时回收，子进程变成僵尸进程

示例：

pid_t  pid;

  if ((pid = fork()) < 0)
  {
     perror(“fork”);  
     return -1;
  }
  else  if (pid == 0) 
  {
     printf(“child  process :  my pid  is %d\n”, getpid());
  }
  else 
  {
     printf(“parent  process :  my pid  is  %d\n”, getpid());
  }  

2、进程退出

#include <stdlib.h> 
#include  <unistd.h>
 void  exit(int  status);
 void  _exit(int  status);

• 结束当前的进程并将status返回
• exit结束进程时会刷新(流)缓冲区,_exit不会

return 和exit的区别

main函数结束时会隐式地调用exit函数，
普通函数return是返回上一级。

示例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

  int main(void) {
     printf(“this process will exit”);
     exit(0);
     printf(“never  be  displayed”);
  }

 ./a.out  
this process will be exit

四、进程的回收

• 子进程结束时由父进程回收
• 孤儿进程由init进程回收
• 若没有及时回收会出现僵尸进程

1、wait

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

成功时返回回收的子进程的进程号；失败时返回EOF(-1)

• 若子进程没有结束，父进程一直阻塞
• 若有多个子进程，哪个先结束就先回收
• status 指定保存子进程返回值和结束方式的地址
• status为NULL表示直接释放子进程PCB,不接收返回值

示例

int status;
  pid_t pid;

  if ((pid = fork()) < 0) 
  {
     perror(“fork”);  
     exit(-1);
  }
  else if (pid == 0) 
  {
     sleep(1);  
     exit(2);
  }
  else {
     wait(&status);  
     printf(“%x\n”, status);
  }  

2、进程返回值和结束方式

子进程通过exit / _exit / return 返回某个值(0-255)
父进程调用wait(&status)回收
WIFEXITED(status) ：判断子进程是否正常结束
WEXITSTATUS(status) ：获取子进程返回值
WIFSIGNALED(status) ：判断子进程是否被信号结束
WTERMSIG(status) ：获取结束子进程的信号类型

3、waipid

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

成功时返回回收的子进程的pid或0；失败时返回EOF(-1)

• pid可用于指定回收哪个子进程或任意子进程
• status指定用于保存子进程返回值和结束方式的地址
• option指定回收方式，0 或 WNOHANG

参数详情：
pid

• pid>0时，只等待进程ID等于pid的子进程，不管其它已经有多少子进程运行结束退出了，只要指定的子进程还没有结束，waitpid就会一直等下去。
• pid=-1时，等待任何一个子进程退出，没有任何限制，此时waitpid和wait的作用一模一样。
• pid=0时，等待同一个进程组中的任何子进程，如果子进程已经加入了别的进程组，waitpid不会对它做任何理睬。
• pid<-1时，等待一个指定进程组中的任何子进程，这个进程组的ID等于pid的绝对值。

options

• options提供了一些额外的选项来控制waitpid，目前在Linux中只支持WNOHANG和WUNTRACED两个选项，这是两个常数，可以用"|"运算符把它们连接起来使用
• WNOHANG ：若由pid指定的子进程未发生状态改变(没有结束)，则waitpid()不阻塞，立即返回0
• WUNTRACED： 返回终止子进程信息和因信号停止的子进程信息

wait(wait_stat) 等价于waitpid(-1,wait_stat,0)

到这里就结束啦！