Linux-c系统编程

时间 2019-11-24

标签 linux 系统编程栏目 Linux 繁體版

原文原文链接

进程相关的概念

程序和进程

程序：二进制文件、占用磁盘空间linux

进程：运行着的程序，数据在内存中，占用系统资源，CPU，物理内存()shell

PCB描述进程(进程控制块)

把描述进程的全部信息的那条记录叫作 PCB（process control block）数据结构

每一个进程有且仅有一个PCB并发

linux下的PCB：task_struct函数

存放在/usr/src/kernels/2.6.32-431.el6.i686/include/linux/sched.hui

程序计数器：程序中即将被执行的下一条指令的地址。spa

内存指针：包括程序代码和进程相关数据的指针，还有和其余进程共享的内存块指针设计

进程优先级

优先级：相对于其余进程的优先级。指针

ps -al #可查看进程优先级
renice -5 -p PID #修改进程优先级
#top命令能够实时动态地查看系统的总体运行状况

进程的五种状态

R 运行 (正在运行或在运行队列中等待) code
S 中断 (休眠中, 受阻, 在等待某个条件的造成或接受到信号)
D 不可中断 (收到信号不唤醒和不可运行, 进程必须等待直到有中断发生)
Z 僵死 (进程已终止, 但进程描述符存在, 直到父进程调用wait4()系统调用后释放)
T 中止 (进程收到SIGSTOP, SIGSTP, SIGTIN, SIGTOU信号后中止运行运行)

并行和并发

并行：指两个或者多个事件在同一时刻发生；

并发：指两个或多个事件在同一时间间隔发生

孤进程和僵进程

孤儿进程：父进程先退出，子进程就称之为“孤儿进程”

僵尸进程：当进程退出而且父进程（使用wait()系统调用）没有读取到子进程退出的返回代码时就会产生僵进程。

僵尸进程放弃了几乎全部的内存空间，没有任何可执行代码，也不能别调度，

仅仅在进程列表保留位置，并且不占用任何内存空间

ps/kill命令的使用

ps -aux  #列出进程详细信息，可配合grep筛选

kill 1234 #杀死指定PID的进程

fork/getpid/getppid函数的使用

fork函数，计算机程序设计中的分叉函数

若成功调用一次则返回两个值，子进程返回0，父进程返回子进程标记；不然，出错返回-1

getpid返回当前进程标识，getppid返回父进程标识。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>

int main(void)
{
 pid_t pid=fork();
 switch(pid)
 {
  case -1:
   printf("Fork Error\n");
  case 0:
   printf("\nI'm Child My PID=%d\n",getpid());
   printf("My Parent PID=%d\n",getppid()); //这个父进程的父进程
   printf("Child is Exiting\n");
   exit(0);
  default:
   printf("\nI'm Parent My PID=%d\n",getpid());
   printf("My Child PID is %d\n",pid); 
 }
}

execl/execlp函数的使用

Fork炸弹

这条命令在Linux shell下运行会让系统死机

具体意义百度百科上有

execl/execlp函数的使用

execl()函数：执行文件函数

表示后边的参数以可变参数的形式给出且都以一个空指针结束

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

int main(void)
{
    printf("entering main process---\n");
    execl("/bin/ls","ls","-l",NULL);
    printf("exiting main process ----\n");
    return 0;
}

利用execl将当前进程main替换掉，最后那条打印语句不会输出

execlp()函数：从PATH环境变量中查找文件并执行

第一个参数path不用输入完整路径，给出命令名便可，它会在环境变量PATH当中查找命令

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

int main(void)
{
    printf("entering main process---\n");
    execlp("ls","ls","-l",NULL);
    printf("exiting main process ----\n");
    return 0;
}

wait函数和waitpid函数的使用

wait()函数用于使父进程（也就是调用wait()的进程）阻塞，

直到一个子进程结束或者该进程接收到了一个指定的信号为止。

若是该父进程没有子进程或者它的子进程已经结束，则wait()函数就会当即返回。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
int main()
{
 pid_t pid,pw;
 pid=fork();
 if(pid<0)
 {
  puts("fork eorro!\n");
  exit(1);
 }
 else if(pid==0) //子进程
 {
  printf("I'm Child,pid=%d\n",getpid());
  sleep(5);
  exit(0);
 }
 else
 {
  pw=wait(NULL);
  printf("I catch a Child,PID is %d\n",pw);
 }
 exit(0);
}

系统调用exit后，该进程并不是立刻消失，而是留下一个叫僵尸进程的数据结构

waitpid()的做用和wait()同样，但它并不必定要等待第一个终止的子进程（它能够指定须要等待终止的子进程）

它还有若干选项，如可提供一个非阻塞版本的 wait()功能，也能支持做业控制。

实际上，wait()函数只是 waitpid()函数的一个特例，在Linux 内部实现 wait()函数时直接调用的就是waitpid()函数

#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
   pid_t pc,pr;
   pc=fork();
   if (pc<0)/* fork错误*/
   {
       printf("fork error\n");
       exit(1);
   }
   else if(pc==0)/*在子进程中*/
   {
       sleep(5);
       exit(0);
   }
   else
   {
       do {/* 使用了WNOHANG参数，waitpid不会在这里等待 */
           pr=waitpid(pc,NULL,WNOHANG);
           if (pr==0)
           {
               printf("No child exit\n");
               sleep(1);
           }
         }while (pr==0);
       if (pr==pc)
           printf("successfully get child %d\n",pr);
       else
           printf("wait child error\n");
   }
   return 0;
}