linux 進程(二) --- 進程的創建及相關api
睿豐德科技 專注RFID識別技術和條碼識別技術與管理軟件的集成項目。質量追溯系統、MES系統、金蝶與條碼系統對接、用友與條碼系統對接
從上面可以看出，因為子進程和父進程擁有獨立的物理內存空間，所以當子進程對拷貝來的數據做修改的時候，并沒有影響到父進程。 注意: 1.一般來說，fork之后父進程先執行還是子進程先執行是不確定的。這取決于內核所使用的調度算法。 2.從上面可以看到兩次的運行結果不一樣。我們知道write函數是不帶緩存的。因為在fork之前調用write，所以其數據寫到標準輸出一次。但是，標準 I/O庫是帶緩存的。如果標準輸出連到終端設備，則它是行緩存的，否則它是全緩存的。當以交互方式運行該程序時，只得到printf輸出的行一次，其原因是標準輸出緩存由新行符刷新。但是當將標準輸出重新定向到一個文件時，卻得到printf輸出行兩次。其原因是，在fork之前調用了printf一次，當調用fork時，該行數據仍在緩存中，然后在父進程數據空間復制到子進程中時，該緩存數據也被復制到子進程中。于是那時父、子進程各自有了帶該行內容的緩存。在exit之前的第二個printf將其數據添加到現存的緩存中。當每個進程終止時，其緩存中的內容被寫到相應文件中。 實例 2: #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> int glob = 6; int main() { int var; int pid; var = 88; printf("father:\n"); printf("&glob = %p\n",&glob); printf("&var = %p\n",&var); printf("__________________________________\n"); if((pid = fork()) < 0) { perror("fail to fork"); return -1; }else if(pid == 0) { printf("child var value not change\n:"); printf("&glob = %p\n",&glob); printf("&var = %p\n",&var); glob ++; var ++; printf("__________________________________\n"); printf("child var value change:\n"); printf("&glob = %p\n",&glob); printf("&var = %p\n",&var); } exit(0); } 運行結果如下:
從上面可以看出，根據copy-on-write的思想，在子進程中，改變父進程的數據時，會先 復制父進程的數據修然后再改，從而達到子進程對數據的修改不影響父進程。但是我們發現，復制的前后，其值的地址都是一樣的。為什么呢？子進程拷貝的時候也拷貝了父進程的虛擬內存"頁"，這樣他們的虛擬地址都一樣，但是對應不同的物理內存空間。 二、copy-on-write工作原理 假設進程A創建子進程B,之后進程A和進程B共享A的地址空間，同時該地址空間中的頁面全部被標識為寫保護。此時B若寫address的頁面，由于寫保護的原因會引起寫異常，在異常處理中，內核將address所在的那個寫保護頁面復制為新的頁面，讓B的address頁表項指向該新的頁面，新頁面可寫。而A的address頁表項依然指向那個寫保護的頁面。然后當B在訪問address時就會直接訪問新的頁面了，不會在訪問到哪個寫保護的頁面。當A試圖寫address所在的頁面時，由于寫保護的原因此時也會引起異常，在異常處理中，內核如果發現該頁面只有一個擁有進程，此種情況下也就是A,則直接對該頁面取消寫保護，此后當A再訪問address時不會在有寫保護錯誤了。如果此時A又創建子進程C,則該address所在的頁面又被設置為寫保護，擁有進程A和C,同時其他頁面例如PAGEX依然維持寫保護，只是擁有進程A、B和C。如果此時A訪問PAGEX，則異常處理會創建一個新頁面并將PAGEX中的內容復制到該頁面，同時A相應 的pte指向該新頁面。如果此時C也訪問PAGEX，也會復制新頁面并且讓C對應的pte指向新頁面。如果B再訪問PAGEX，則由于此時PAGEX只有一個擁有進程B，故不再復制新頁面，而是直接取消該頁面的寫保護，由于B的pte本來就是直接指向該頁面，所以無需要在做其它工作。 三、exit和_exit (1)正常終止: (a)在main函數內執行return語句。這等效于調用exit。 (b)調用exit函數 (c)調用_exit系統調用函數 (2)異常終止: (a)調用abort。它產生SIGABRT信號，所以是一種異常終止的一種特列。 (b)當進程接收到某個信號時。例如，進程越出其地址空間訪問存儲單元，或者除以0,內核就會為該進程產生相應的信號。 注意:不管進程如何終止，最后都會執行內核中的同一段代碼。這段代碼為相應進程關閉所有打開描述符，釋放它所使用的存儲器等。 exit和_exit的不同
_exit()函數的作用最為簡單：直接進程停止運行，清除其使用的內存空間，并銷毀其在內核中的各種數據結構; exit()函數與_exit()函數最大的區別就在于exit()函數在調用exit系統調用之前要檢查文件的打開情況，把文件緩沖區中的內容寫回文件，就是"清理I/O"緩沖。 探究 1._exit() //_exit(0) exit(0) return 0
編譯運行結果:
從上面我們看到，test.txt的內容為空.為什么呢？因為標準I/O函數是帶緩存的，進行fputs的時候是先向緩存中寫的，只有當緩存滿的時候才會刷新的緩沖區的。從以上我們發現，當進程退出時，執行_exit()函數并沒有刷新緩沖區的數據，而是直接終止進程的。 探究2.exit()
編譯運行結果:
從上面我們可以看到，當exit()函數結束進程的時候，對緩存進行了處理，把緩存的數據寫到了磁盤文件中。 探究3.return 由讀者自己完成，其實return語句用在main函數中，和exit是一樣的。但是我們知道，return返回的值是給調用者的，它代表著一個函數的結束。 四、exec函數族 exec.c 調用exec其中的一個函數; gcc exec.c -o exec; ./exec exec函數族提供了一種在進程中啟動另一個程序執行的方法。它可以根據指定的文件名或目錄名找到可執行文件，并用它來取代原調用進程的數據段、代碼段、和堆棧段。在執行完之后，原調用進程的內容除了進程號外，其他全部都被替換了。 可執行文件既可以是二進制文件，也可以是任何Linux下可執行的腳本文件。 何時使用？ 當進程認為自己不能再為系統和用戶做任何貢獻了就可以調用exec函數族中的函數，讓自己執行新的程序。 當前目錄: 可執行程序A B(1,2,3) 如果某個進程想同時執行另一個程序，它就可以調用fork函數創建子進程，然后在子進程中調用任何一個exec函數。這樣看起來就好像通過執行應用程序而產生了一個新進程一樣。 execl("./B","B","1","2","3",NULL); char *const envp[] = {"B","1","2","3",NULL} execv("./B",envp);
注意：不管file,第一個參數必須是可執行文件的名字 可執行文件查找方式 表中的前四個函數的查找方式都是指定完整的文件目錄路勁，而最后兩個函數(以p結尾的函數)可以只給出文件名，系統會自動從環境變量"$PATH"所包含的路徑中進行查找。 參數表傳遞方式 兩種方式:一個一個列舉和將所有參數通過指針數組傳遞 一函數名的第5個字母按來區分，字母"l"(list)的表示一個一個列舉方式；字母"v"(vector)的表示將所有參數構造成指針數組傳遞,其語法為char *const argv[] 環境變量的使用 exec函數族可以默認使用系統的環境變量，也可以傳入指定的環境變量。這里，以"e"(Envirment)結尾的兩個函數execle、execve就可以在envp[]中傳遞當前進程所使用的環境變量。 使用的區別 可執行文件查找方式 參數表傳遞方式 環境變量的使用
案例一execl #include <stdio.h> #include <unistd.h> int main(int argc,char *argv[]) { printf("start to execl.\n"); if(execl("/bin/ls","ls",NULL) < 0) { perror("Fail to execl"); return -1; } printf("end of execl.\n"); return 0; } 運行結果如下：
案例二、execlp #include <stdio.h> #include <unistd.h> int main(int argc,char *argv[]) { printf("start to execl.\n"); if(execlp("ls","ls","-l",NULL) < 0) { perror("Fail to execl"); return -1; } printf("end of execl.\n"); return 0; } 運行結果：
案例三、execle #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main(int argc,char *argv[]) { if(getenv("B") == NULL) { printf("fail to getenv B.\n"); }else{ printf("env B = %s.\n",getenv("B")); } if(getenv("C") == NULL) { printf("fail to getenv C.\n"); }else{ printf("env C = %s.\n",getenv("C")); } if(getenv("PATH") == NULL) { printf("fail to getenv PATH.\n"); }else{ printf("env PATH = %s.\n",getenv("PATH")); } return 0; } 運行結果:
#include <unistd.h> int main(int argc,char *argv[]) { printf("start to execle.\n"); char * const envp[] = {"B=hello",NULL}; if(execle("./A.out","A.out",NULL,envp) < 0) { perror("Fail to execl"); return -1; } printf("end of execl.\n"); return 0; } 運行結果：
案例四:execv #include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <errno.h> #include <stdlib.h> int main() { char * const arg[] = {"ps", "-ef", NULL}; //if (execl("/bin/ps", "ps", "-ef", NULL) < 0) if (execv("/bin/ps" ,arg) < 0) { perror("execl"); exit(-1); } while (1); return 0; } 五、進程的創建vfork()函數 vfork與fork一樣都創建一個子進程，但是它并不將父進程的地址空完全復制到子進程中，因為子進程會立即調用exec(或exit)于是也就不會存、訪該地址空間。不過在子進程調用exec或exit之前，它在父進程的空間中運行。 vfork和fork之間的另一個區別是:vfork保證子進程先運行，在它調用exec或exit之后 父進程才可能被調度運行。(如果在調用這兩個函數之前子進程依賴于父進程的進一步動作，則會導致死鎖) 探究1.vfork()
編譯運行:
因為我們知道vfork保證子進程先運行，子進程運行結束后，父進程才開始運行。所以，第一次打印的是子進程的打印的信息，可以看到var值變成了89。子進程結束后，父進程運行，父進程首先打印fork調用返回給他pid的值（就是子進程pid）。以上我們可以看出，vfork創建的子進程和父進程運行的地址空間相同(子進程改變了var 值，父進程中的var值也進行了改變)。 注意:如果子進程中執行的是exec函數，那就是典型的fork的copy-on-wirte。 五、wait和waitpid wait函數:調用該函數使進程阻塞，直到任一個子進程結束或者是該進程接收到一個信號為止。如果該進程沒有子進程或者其子進程已經結束，wait函數會立即返回。 waitpid函數:功能和wait函數類似。可以指定等待某個子進程結束以及等待的方式(阻塞或非阻塞)。 wait函數 #include <sys/types.h> #include <sys/waith.h> pid_t wait(int *status); 函數參數: status是一個整型指針，指向的對象用來保存子進程退出時的狀態。 A.status若為空，表示忽略子進程退出時的狀態 B.status若不為空，表示保存子進程退出時的狀態 子進程的結束狀態可由Linux中一些特定的宏來測定。 案例一、 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { int pid; if((pid = fork()) < 0) { perror("Fail to fork"); return -1; }else if(pid == 0){ printf("child exit now.\n"); exit(0); }else{ while(1); } exit(0); } 運行結果：
從以上可以看出，子進程正常退出時，處于僵尸態。這個時候子進程的pid,以及內核棧資源并沒有釋放，這樣是不合理的，我們應該避免僵尸進程。如果父進程先退出呢，子進程又會怎樣？ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { int pid; if((pid = fork()) < 0) { perror("Fail to fork"); return -1; }else if(pid == 0){ printf("child running now - pid : %d.\n",getpid()); while(1); }else{ getchar(); printf("Father exit now - pid : %d.\n",getpid()); exit(0); } }
從上面可以看出，如果父進程先退出，則子進程的父進程的ID號變為1，也就是說當一個子進程的父進程退出時，這個子進程會被init進程自動收養。 案例二、利用wait等待回收處于僵尸態的子進程 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { int pid; if((pid = fork()) < 0) { perror("Fail to fork"); return -1; }else if(pid == 0){ printf("child runing now - pid : %d.\n",getpid()); getchar(); printf("child exiting now - pid : %d.\n",getpid()); exit(0); }else{ printf("Father wait zombie now - pid : %d.\n",getpid()); wait(NULL); printf("Father exiting now - pid : %d.\n",getpid()); exit(0); } } 沒有輸入字符前:
輸入字符后:
此時我們沒有發現僵尸進程，當子進程退出時，父進程的wait回收了子進程未釋放的資源。 案例三、獲取進程退出時的狀態 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { int pid; int status; if((pid = fork()) < 0) { perror("Fail to fork"); exit(-1); }else if(pid == 0){ printf("create child process : %d.\n",getpid()); printf("child process : %d calling exit(7).\n",getpid()); exit(7); }else{ if((pid = fork()) < 0 ){ perror("Fail to fork"); exit(-1); }else if(pid == 0){ printf("create child process : %d.\n",getpid()); while(1); }else{ while((pid = wait(&status)) != -1) { if(WIFEXITED(status)) { printf("child process %d is normal exit,the value is %d.\n",pid,WEXITSTATUS(status)); }else if(WIFSIGNALED(status)){ printf("child process %d is exit by signal,the signal num is %d.\n",pid,WTERMSIG(status)); }else{ printf("Not know.\n"); } } } } printf("All child process is exit,father is exit.\n"); exit(0); }
給進程15494發個信號
程序運行結果:
從以上探究可以知道，每當子進程結束后，wait函數就會返回哪個子進程結束的pid。如果沒有子進程存在,wait函數就返回-1。 函數返回值: 成功:子進程的進程號 失敗:-1 #include <sys/types.h> #include <sys/wait.h> pid_t waitpid(pid_t pid,int *status,int options); 參數: 1.在父進程中創建兩個子進程（A B） 2.A進程打印"child process %d exit"，調用exit(2)，結束 3.B進程一直運行 注意：父進程調用while(waitpid(-1,&status,WUNTRACED) != -1 )
status:同wait options: WNOHANG,若由pid指定的子進程并不立即可用，則waitpid不阻塞，此時返回值為0 WUNTRACED,若某實現支持作業控制，則由pid指定的任一子進程狀態已暫停，且其狀態自暫停以來還沒報告過，則返回其狀態。 0:同wait,阻塞父進程，等待子進程退出。 返回值 正常:結束的子進程的進程號 使用選項WNOHANG且沒有子進程結束時:0 調用出錯:-1 案例一、 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { int pid; int status; if((pid = fork()) < 0) { perror("Fail to fork"); exit(-1); }else if(pid == 0){ printf("create child process : %d.\n",getpid()); printf("child process : %d calling exit(7).\n",getpid()); exit(7); }else{ if((pid = fork()) < 0 ){ perror("Fail to fork"); exit(-1); }else if(pid == 0){ printf("create child process : %d.\n",getpid()); while(1); }else{ while((pid = wait(&status)) != -1) { if(WIFEXITED(status)) { printf("child process %d is normal exit,the value is %d.\n",pid,WEXITSTATUS(status)); }else if(WIFSIGNALED(status)){ printf("child process %d is exit by signal,the signal num is %d.\n",pid,WTERMSIG(status)); }else{ printf("Not know.\n"); } } } } printf("All child process is exit,father is exit.\n"); exit(0); } 程序運行結果：
使用ps -aux結果
從以上可以看出，子進程15783退出時，父進程并沒有回收它的資源，此時可以看到它處于僵尸態。
由于父進程調用waitpid等待子進程15784退出，此時這個進程還沒退出，看可以看到父進程處于可中斷的睡眠狀態。
我們給子進程15784發個信號，在看看結果
程序運行結果：
可以看到當waitpid指定等待的進程退出時，waitpid立即返回，此時父進程退出。 案例二、 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { int pid; int status; if((pid = fork()) < 0) { perror("Fail to fork"); exit(-1); }else if(pid == 0){ printf("create child process : %d.\n",getpid()); printf("child process : %d calling exit(7).\n",getpid()); exit(7); }else{ if((pid = fork()) < 0 ){ perror("Fail to fork"); exit(-1); }else if(pid == 0){ printf("create child process : %d.\n",getpid()); while(1); }else{ sleep(2); printf("Father wait child %d exit.\n",pid); while((pid = waitpid(pid,NULL,WNOHANG))) { printf("The process %d is exit.\n",pid); } printf("The process %d is exit.\n",pid); } } exit(0); }
從上面探究我們可以看出，如果有子進程處于僵尸態，waitpid(pid,NULL,WNOHANG)立即處理后返回，如果沒有子進程處于僵尸態，此時waitpid(pid,NULL,WNOHANG)也會立即返回，而不阻塞，此時返回值為0。 案例探究三、 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> int main(int argc,char *argv[]) { int pid; int status; if((pid = fork()) < 0) { perror("Fail to fork"); exit(-1); }else if(pid == 0){ printf("create child process : %d.\n",getpid()); printf("child process in proces group %d.\n",getpgid(0)); printf("child process : %d calling exit(7).\n",getpid()); exit(7); }else{ if((pid = fork()) < 0 ){ perror("Fail to fork"); exit(-1); }else if(pid == 0){ sleep(3); printf("create child process : %d.\n",getpid()); setpgid(0,0); //讓子進程屬于以自己ID作為組的進程組 printf("child process in proces group %d.\n",getpgid(0)); printf("child process : %d calling exit(6).\n",getpid()); }else{ while(pid = waitpid(0,NULL,0)) { printf("Father wait the process %d is exit.\n",pid); } } } exit(0); } 運行結果：
當在父進中創建子進程時，父進程和子進程都在以父進程ID號為組的進程組。以上代碼中，有一個子進程改變了自己所在的進程組. 此時waitpid(0,NULL,0);只能處理以父進程ID為組的進程組中的進程,可以看到第一個子進程結束后waitpid函數回收了它未釋放的資源，而第二個子進程則處于僵尸態
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一、進程的創建fork()函數
從上面可以看出，因為子進程和父進程擁有獨立的物理內存空間，所以當子進程對拷貝來的數據做修改的時候，并沒有影響到父進程。 注意: 1.一般來說，fork之后父進程先執行還是子進程先執行是不確定的。這取決于內核所使用的調度算法。 2.從上面可以看到兩次的運行結果不一樣。我們知道write函數是不帶緩存的。因為在fork之前調用write，所以其數據寫到標準輸出一次。但是，標準 I/O庫是帶緩存的。如果標準輸出連到終端設備，則它是行緩存的，否則它是全緩存的。當以交互方式運行該程序時，只得到printf輸出的行一次，其原因是標準輸出緩存由新行符刷新。但是當將標準輸出重新定向到一個文件時，卻得到printf輸出行兩次。其原因是，在fork之前調用了printf一次，當調用fork時，該行數據仍在緩存中，然后在父進程數據空間復制到子進程中時，該緩存數據也被復制到子進程中。于是那時父、子進程各自有了帶該行內容的緩存。在exit之前的第二個printf將其數據添加到現存的緩存中。當每個進程終止時，其緩存中的內容被寫到相應文件中。 實例 2: #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> int glob = 6; int main() { int var; int pid; var = 88; printf("father:\n"); printf("&glob = %p\n",&glob); printf("&var = %p\n",&var); printf("__________________________________\n"); if((pid = fork()) < 0) { perror("fail to fork"); return -1; }else if(pid == 0) { printf("child var value not change\n:"); printf("&glob = %p\n",&glob); printf("&var = %p\n",&var); glob ++; var ++; printf("__________________________________\n"); printf("child var value change:\n"); printf("&glob = %p\n",&glob); printf("&var = %p\n",&var); } exit(0); } 運行結果如下:
從上面可以看出，根據copy-on-write的思想，在子進程中，改變父進程的數據時，會先 復制父進程的數據修然后再改，從而達到子進程對數據的修改不影響父進程。但是我們發現，復制的前后，其值的地址都是一樣的。為什么呢？子進程拷貝的時候也拷貝了父進程的虛擬內存"頁"，這樣他們的虛擬地址都一樣，但是對應不同的物理內存空間。 二、copy-on-write工作原理 假設進程A創建子進程B,之后進程A和進程B共享A的地址空間，同時該地址空間中的頁面全部被標識為寫保護。此時B若寫address的頁面，由于寫保護的原因會引起寫異常，在異常處理中，內核將address所在的那個寫保護頁面復制為新的頁面，讓B的address頁表項指向該新的頁面，新頁面可寫。而A的address頁表項依然指向那個寫保護的頁面。然后當B在訪問address時就會直接訪問新的頁面了，不會在訪問到哪個寫保護的頁面。當A試圖寫address所在的頁面時，由于寫保護的原因此時也會引起異常，在異常處理中，內核如果發現該頁面只有一個擁有進程，此種情況下也就是A,則直接對該頁面取消寫保護，此后當A再訪問address時不會在有寫保護錯誤了。如果此時A又創建子進程C,則該address所在的頁面又被設置為寫保護，擁有進程A和C,同時其他頁面例如PAGEX依然維持寫保護，只是擁有進程A、B和C。如果此時A訪問PAGEX，則異常處理會創建一個新頁面并將PAGEX中的內容復制到該頁面，同時A相應 的pte指向該新頁面。如果此時C也訪問PAGEX，也會復制新頁面并且讓C對應的pte指向新頁面。如果B再訪問PAGEX，則由于此時PAGEX只有一個擁有進程B，故不再復制新頁面，而是直接取消該頁面的寫保護，由于B的pte本來就是直接指向該頁面，所以無需要在做其它工作。 三、exit和_exit (1)正常終止: (a)在main函數內執行return語句。這等效于調用exit。 (b)調用exit函數 (c)調用_exit系統調用函數 (2)異常終止: (a)調用abort。它產生SIGABRT信號，所以是一種異常終止的一種特列。 (b)當進程接收到某個信號時。例如，進程越出其地址空間訪問存儲單元，或者除以0,內核就會為該進程產生相應的信號。 注意:不管進程如何終止，最后都會執行內核中的同一段代碼。這段代碼為相應進程關閉所有打開描述符，釋放它所使用的存儲器等。 exit和_exit的不同
_exit()函數的作用最為簡單：直接進程停止運行，清除其使用的內存空間，并銷毀其在內核中的各種數據結構; exit()函數與_exit()函數最大的區別就在于exit()函數在調用exit系統調用之前要檢查文件的打開情況，把文件緩沖區中的內容寫回文件，就是"清理I/O"緩沖。 探究 1._exit() //_exit(0) exit(0) return 0
編譯運行結果:
從上面我們看到，test.txt的內容為空.為什么呢？因為標準I/O函數是帶緩存的，進行fputs的時候是先向緩存中寫的，只有當緩存滿的時候才會刷新的緩沖區的。從以上我們發現，當進程退出時，執行_exit()函數并沒有刷新緩沖區的數據，而是直接終止進程的。 探究2.exit()
編譯運行結果:
從上面我們可以看到，當exit()函數結束進程的時候，對緩存進行了處理，把緩存的數據寫到了磁盤文件中。 探究3.return 由讀者自己完成，其實return語句用在main函數中，和exit是一樣的。但是我們知道，return返回的值是給調用者的，它代表著一個函數的結束。 四、exec函數族 exec.c 調用exec其中的一個函數; gcc exec.c -o exec; ./exec exec函數族提供了一種在進程中啟動另一個程序執行的方法。它可以根據指定的文件名或目錄名找到可執行文件，并用它來取代原調用進程的數據段、代碼段、和堆棧段。在執行完之后，原調用進程的內容除了進程號外，其他全部都被替換了。 可執行文件既可以是二進制文件，也可以是任何Linux下可執行的腳本文件。 何時使用？ 當進程認為自己不能再為系統和用戶做任何貢獻了就可以調用exec函數族中的函數，讓自己執行新的程序。 當前目錄: 可執行程序A B(1,2,3) 如果某個進程想同時執行另一個程序，它就可以調用fork函數創建子進程，然后在子進程中調用任何一個exec函數。這樣看起來就好像通過執行應用程序而產生了一個新進程一樣。 execl("./B","B","1","2","3",NULL); char *const envp[] = {"B","1","2","3",NULL} execv("./B",envp);
注意：不管file,第一個參數必須是可執行文件的名字 可執行文件查找方式 表中的前四個函數的查找方式都是指定完整的文件目錄路勁，而最后兩個函數(以p結尾的函數)可以只給出文件名，系統會自動從環境變量"$PATH"所包含的路徑中進行查找。 參數表傳遞方式 兩種方式:一個一個列舉和將所有參數通過指針數組傳遞 一函數名的第5個字母按來區分，字母"l"(list)的表示一個一個列舉方式；字母"v"(vector)的表示將所有參數構造成指針數組傳遞,其語法為char *const argv[] 環境變量的使用 exec函數族可以默認使用系統的環境變量，也可以傳入指定的環境變量。這里，以"e"(Envirment)結尾的兩個函數execle、execve就可以在envp[]中傳遞當前進程所使用的環境變量。 使用的區別 可執行文件查找方式 參數表傳遞方式 環境變量的使用
案例一execl #include <stdio.h> #include <unistd.h> int main(int argc,char *argv[]) { printf("start to execl.\n"); if(execl("/bin/ls","ls",NULL) < 0) { perror("Fail to execl"); return -1; } printf("end of execl.\n"); return 0; } 運行結果如下：
案例二、execlp #include <stdio.h> #include <unistd.h> int main(int argc,char *argv[]) { printf("start to execl.\n"); if(execlp("ls","ls","-l",NULL) < 0) { perror("Fail to execl"); return -1; } printf("end of execl.\n"); return 0; } 運行結果：
案例三、execle #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main(int argc,char *argv[]) { if(getenv("B") == NULL) { printf("fail to getenv B.\n"); }else{ printf("env B = %s.\n",getenv("B")); } if(getenv("C") == NULL) { printf("fail to getenv C.\n"); }else{ printf("env C = %s.\n",getenv("C")); } if(getenv("PATH") == NULL) { printf("fail to getenv PATH.\n"); }else{ printf("env PATH = %s.\n",getenv("PATH")); } return 0; } 運行結果:
#include <unistd.h> int main(int argc,char *argv[]) { printf("start to execle.\n"); char * const envp[] = {"B=hello",NULL}; if(execle("./A.out","A.out",NULL,envp) < 0) { perror("Fail to execl"); return -1; } printf("end of execl.\n"); return 0; } 運行結果：
案例四:execv #include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <errno.h> #include <stdlib.h> int main() { char * const arg[] = {"ps", "-ef", NULL}; //if (execl("/bin/ps", "ps", "-ef", NULL) < 0) if (execv("/bin/ps" ,arg) < 0) { perror("execl"); exit(-1); } while (1); return 0; } 五、進程的創建vfork()函數 vfork與fork一樣都創建一個子進程，但是它并不將父進程的地址空完全復制到子進程中，因為子進程會立即調用exec(或exit)于是也就不會存、訪該地址空間。不過在子進程調用exec或exit之前，它在父進程的空間中運行。 vfork和fork之間的另一個區別是:vfork保證子進程先運行，在它調用exec或exit之后 父進程才可能被調度運行。(如果在調用這兩個函數之前子進程依賴于父進程的進一步動作，則會導致死鎖) 探究1.vfork()
編譯運行:
因為我們知道vfork保證子進程先運行，子進程運行結束后，父進程才開始運行。所以，第一次打印的是子進程的打印的信息，可以看到var值變成了89。子進程結束后，父進程運行，父進程首先打印fork調用返回給他pid的值（就是子進程pid）。以上我們可以看出，vfork創建的子進程和父進程運行的地址空間相同(子進程改變了var 值，父進程中的var值也進行了改變)。 注意:如果子進程中執行的是exec函數，那就是典型的fork的copy-on-wirte。 五、wait和waitpid wait函數:調用該函數使進程阻塞，直到任一個子進程結束或者是該進程接收到一個信號為止。如果該進程沒有子進程或者其子進程已經結束，wait函數會立即返回。 waitpid函數:功能和wait函數類似。可以指定等待某個子進程結束以及等待的方式(阻塞或非阻塞)。 wait函數 #include <sys/types.h> #include <sys/waith.h> pid_t wait(int *status); 函數參數: status是一個整型指針，指向的對象用來保存子進程退出時的狀態。 A.status若為空，表示忽略子進程退出時的狀態 B.status若不為空，表示保存子進程退出時的狀態 子進程的結束狀態可由Linux中一些特定的宏來測定。 案例一、 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { int pid; if((pid = fork()) < 0) { perror("Fail to fork"); return -1; }else if(pid == 0){ printf("child exit now.\n"); exit(0); }else{ while(1); } exit(0); } 運行結果：
從以上可以看出，子進程正常退出時，處于僵尸態。這個時候子進程的pid,以及內核棧資源并沒有釋放，這樣是不合理的，我們應該避免僵尸進程。如果父進程先退出呢，子進程又會怎樣？ #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { int pid; if((pid = fork()) < 0) { perror("Fail to fork"); return -1; }else if(pid == 0){ printf("child running now - pid : %d.\n",getpid()); while(1); }else{ getchar(); printf("Father exit now - pid : %d.\n",getpid()); exit(0); } }
從上面可以看出，如果父進程先退出，則子進程的父進程的ID號變為1，也就是說當一個子進程的父進程退出時，這個子進程會被init進程自動收養。 案例二、利用wait等待回收處于僵尸態的子進程 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { int pid; if((pid = fork()) < 0) { perror("Fail to fork"); return -1; }else if(pid == 0){ printf("child runing now - pid : %d.\n",getpid()); getchar(); printf("child exiting now - pid : %d.\n",getpid()); exit(0); }else{ printf("Father wait zombie now - pid : %d.\n",getpid()); wait(NULL); printf("Father exiting now - pid : %d.\n",getpid()); exit(0); } } 沒有輸入字符前:
輸入字符后:
此時我們沒有發現僵尸進程，當子進程退出時，父進程的wait回收了子進程未釋放的資源。 案例三、獲取進程退出時的狀態 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { int pid; int status; if((pid = fork()) < 0) { perror("Fail to fork"); exit(-1); }else if(pid == 0){ printf("create child process : %d.\n",getpid()); printf("child process : %d calling exit(7).\n",getpid()); exit(7); }else{ if((pid = fork()) < 0 ){ perror("Fail to fork"); exit(-1); }else if(pid == 0){ printf("create child process : %d.\n",getpid()); while(1); }else{ while((pid = wait(&status)) != -1) { if(WIFEXITED(status)) { printf("child process %d is normal exit,the value is %d.\n",pid,WEXITSTATUS(status)); }else if(WIFSIGNALED(status)){ printf("child process %d is exit by signal,the signal num is %d.\n",pid,WTERMSIG(status)); }else{ printf("Not know.\n"); } } } } printf("All child process is exit,father is exit.\n"); exit(0); }
給進程15494發個信號
程序運行結果:
從以上探究可以知道，每當子進程結束后，wait函數就會返回哪個子進程結束的pid。如果沒有子進程存在,wait函數就返回-1。 函數返回值: 成功:子進程的進程號 失敗:-1 #include <sys/types.h> #include <sys/wait.h> pid_t waitpid(pid_t pid,int *status,int options); 參數: 1.在父進程中創建兩個子進程（A B） 2.A進程打印"child process %d exit"，調用exit(2)，結束 3.B進程一直運行 注意：父進程調用while(waitpid(-1,&status,WUNTRACED) != -1 )
status:同wait options: WNOHANG,若由pid指定的子進程并不立即可用，則waitpid不阻塞，此時返回值為0 WUNTRACED,若某實現支持作業控制，則由pid指定的任一子進程狀態已暫停，且其狀態自暫停以來還沒報告過，則返回其狀態。 0:同wait,阻塞父進程，等待子進程退出。 返回值 正常:結束的子進程的進程號 使用選項WNOHANG且沒有子進程結束時:0 調用出錯:-1 案例一、 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { int pid; int status; if((pid = fork()) < 0) { perror("Fail to fork"); exit(-1); }else if(pid == 0){ printf("create child process : %d.\n",getpid()); printf("child process : %d calling exit(7).\n",getpid()); exit(7); }else{ if((pid = fork()) < 0 ){ perror("Fail to fork"); exit(-1); }else if(pid == 0){ printf("create child process : %d.\n",getpid()); while(1); }else{ while((pid = wait(&status)) != -1) { if(WIFEXITED(status)) { printf("child process %d is normal exit,the value is %d.\n",pid,WEXITSTATUS(status)); }else if(WIFSIGNALED(status)){ printf("child process %d is exit by signal,the signal num is %d.\n",pid,WTERMSIG(status)); }else{ printf("Not know.\n"); } } } } printf("All child process is exit,father is exit.\n"); exit(0); } 程序運行結果：
使用ps -aux結果
從以上可以看出，子進程15783退出時，父進程并沒有回收它的資源，此時可以看到它處于僵尸態。
由于父進程調用waitpid等待子進程15784退出，此時這個進程還沒退出，看可以看到父進程處于可中斷的睡眠狀態。
我們給子進程15784發個信號，在看看結果
程序運行結果：
可以看到當waitpid指定等待的進程退出時，waitpid立即返回，此時父進程退出。 案例二、 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> int main() { int pid; int status; if((pid = fork()) < 0) { perror("Fail to fork"); exit(-1); }else if(pid == 0){ printf("create child process : %d.\n",getpid()); printf("child process : %d calling exit(7).\n",getpid()); exit(7); }else{ if((pid = fork()) < 0 ){ perror("Fail to fork"); exit(-1); }else if(pid == 0){ printf("create child process : %d.\n",getpid()); while(1); }else{ sleep(2); printf("Father wait child %d exit.\n",pid); while((pid = waitpid(pid,NULL,WNOHANG))) { printf("The process %d is exit.\n",pid); } printf("The process %d is exit.\n",pid); } } exit(0); }
從上面探究我們可以看出，如果有子進程處于僵尸態，waitpid(pid,NULL,WNOHANG)立即處理后返回，如果沒有子進程處于僵尸態，此時waitpid(pid,NULL,WNOHANG)也會立即返回，而不阻塞，此時返回值為0。 案例探究三、 #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> int main(int argc,char *argv[]) { int pid; int status; if((pid = fork()) < 0) { perror("Fail to fork"); exit(-1); }else if(pid == 0){ printf("create child process : %d.\n",getpid()); printf("child process in proces group %d.\n",getpgid(0)); printf("child process : %d calling exit(7).\n",getpid()); exit(7); }else{ if((pid = fork()) < 0 ){ perror("Fail to fork"); exit(-1); }else if(pid == 0){ sleep(3); printf("create child process : %d.\n",getpid()); setpgid(0,0); //讓子進程屬于以自己ID作為組的進程組 printf("child process in proces group %d.\n",getpgid(0)); printf("child process : %d calling exit(6).\n",getpid()); }else{ while(pid = waitpid(0,NULL,0)) { printf("Father wait the process %d is exit.\n",pid); } } } exit(0); } 運行結果：
當在父進中創建子進程時，父進程和子進程都在以父進程ID號為組的進程組。以上代碼中，有一個子進程改變了自己所在的進程組. 此時waitpid(0,NULL,0);只能處理以父進程ID為組的進程組中的進程,可以看到第一個子進程結束后waitpid函數回收了它未釋放的資源，而第二個子進程則處于僵尸態
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