LINUX系统编程之进程

LINUX系统编程之进程

一、操作系统职责：管理所有的资源，将不同的设备和不同的程序关联起来。

二、系统调用是操作系统提供给用户程序的一组特殊函数接口，用户程序可以通过这组接口获得系统内核提供的服务，例如：打开文件，关闭文件，读写文件。

三、POSIX(Portable Operation System interface)

Linux中，应用程序编程接口(API)遵循POSIX标准，用于保证应用程序可以在源代码一级上在多种操作系统上移植运行。

四、系统调用按功能逻辑可分为：进程控制、进程间通信、文件系统控制、系统控制、内存管理、网络管理、socket控制、用户管理。

通常用一个负的返回值表明错误，0值表明成功可用perror打印出错信息

五、进程

程序：可执行文件（静态），进程：程序的执行实例（动态）

进程的状态：创建，调度，消亡

进程拥有自己的环境和资源

用exec函数将程序由内核读入内存使其执行起来成为一个进程

六、进程的生命周期

创建

调度

就绪态：已具备执行条件，等待分配CPU时间

执行态：正在占用CPU

等待态：不具备某些执行条件，无法继续执行

消亡

七、PCB（进程控制块）

OS根据PCB对并发执行的进程进行控制和管理，系统在创建一个进程时会开辟一段内存空间存放与此进程相关的PCB数据结构

PCB中记录了用于描述进程进展情况及控制进程运行所需的全部信息。

PCB是进程存在的唯一标志，linux中PCB存放在task_struct结构体中，打开/include/linux/sched.h可以找到task_struct 的定义

八、进程控制

进程号0~32767   0号调度进程   1号init进程

除调度进程外，所有进程都是由init进程直接或间接创建的

PID进程号getpid()   PPID父进程号getppid()  PGID进程组号getpgid()

九、文件描述符：以进程为单位分配0-1023最小可用的描述符

十、进程状态转换

CPU调度算法：优先级，先来先调度，短时间优先，时间片轮转

umask掩码，屏蔽文件权限

ps命令查看当前进程

十一、创建进程 fork()  vfork()

1.fork()在子进程中返回0，在父进程中返回值大于0，调用fork()以后，源程序被复制了一份，两份程序中只有fork()返回值不一样，两份程序同时执行，顺序不定，父子进程物理地址不同，虚拟地址相同。

问：如果一个程序同时执行了三个fork()，它创建了几个进程

fork();1(0)

fork();2(0) 3(1)

fork();4(0) 5(1) 6(2) 7(3)

第一次调用，0号进程创建了1号进程

第二次调用，0号进程创建了2号进程，1号进程创建了3号进程

第三次调用，0号进程创建了4号进程，1号进程创建了5号进程，2号进程创建了6号进程，3号进程创建了7号进程

一共创建了2的n次方减一个进程

2.vfork()一般配合exec使用，子进程共用父进程地址空间，保证子进程先运行，调用exec或exit后父进程再运行

exec函数族是进程替换函数，将新的地址空间赋给原来的进程，进程号不变，新程序从main开始运行

exec只有失败才返回，exec后面的代码不执行

但注意exec是一个函数族，有execlp,execvp,execle,execve等

只能用exit()结束子进程，而return是返回到函数执行的首地址

atexit(void (*function)(void))注册退出处理函数

十二、输入输出缓冲区

系统调用无缓冲

标准IO库函数输入输出为行缓冲

标准IO库操作文件为全缓冲

十三、

僵尸进程：子进程结束而父进程未调用wait()或waitpid()回收其资源

孤儿进程：父进程结束而子进程未结束

守护进程：特殊的孤儿进程，脱离终端运行在后台

wait()/waitpid():等待子进程结束并回收其资源

用ps查看进程，kill+pid或pkill+进程名结束进程