LINUX系統編程之進程

LINUX系統編程之進程

一、操作系統職責：管理所有的資源，將不同的設備和不同的程序關聯起來。

二、系統調用是操作系統提供給用戶程序的一組特殊函數接口，用戶程序可以通過這組接口獲得系統內核提供的服務，例如：打開文件，關閉文件，讀寫文件。

三、POSIX(Portable Operation System interface)

Linux中，應用程序編程接口(API)遵循POSIX標準，用于保證應用程序可以在源代碼一級上在多種操作系統上移植運行。

四、系統調用按功能邏輯可分為：進程控制、進程間通信、文件系統控制、系統控制、內存管理、網絡管理、socket控制、用戶管理。

通常用一個負的返回值表明錯誤，0值表明成功可用perror打印出錯信息

五、進程

程序：可執行文件（靜態），進程：程序的執行實例（動態）

進程的狀態：創建，調度，消亡

進程擁有自己的環境和資源

用exec函數將程序由內核讀入內存使其執行起來成為一個進程

六、進程的生命周期

創建

調度

就緒態：已具備執行條件，等待分配CPU時間

執行態：正在占用CPU

等待態：不具備某些執行條件，無法繼續執行

消亡

七、PCB（進程控制塊）

OS根據PCB對并發執行的進程進行控制和管理，系統在創建一個進程時會開辟一段內存空間存放與此進程相關的PCB數據結構

PCB中記錄了用于描述進程進展情況及控制進程運行所需的全部信息。

PCB是進程存在的唯一標志，linux中PCB存放在task_struct結構體中，打開/include/linux/sched.h可以找到task_struct 的定義

八、進程控制

進程號0~32767   0號調度進程   1號init進程

除調度進程外，所有進程都是由init進程直接或間接創建的

PID進程號getpid()   PPID父進程號getppid()  PGID進程組號getpgid()

九、文件描述符：以進程為單位分配0-1023最小可用的描述符

十、進程狀態轉換

CPU調度算法：優先級，先來先調度，短時間優先，時間片輪轉

umask掩碼，屏蔽文件權限

ps命令查看當前進程

十一、創建進程 fork()  vfork()

1.fork()在子進程中返回0，在父進程中返回值大于0，調用fork()以后，源程序被復制了一份，兩份程序中只有fork()返回值不一樣，兩份程序同時執行，順序不定，父子進程物理地址不同，虛擬地址相同。

問：如果一個程序同時執行了三個fork()，它創建了幾個進程

fork();1(0)

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

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

第一次調用，0號進程創建了1號進程

第二次調用，0號進程創建了2號進程，1號進程創建了3號進程

第三次調用，0號進程創建了4號進程，1號進程創建了5號進程，2號進程創建了6號進程，3號進程創建了7號進程

一共創建了2的n次方減一個進程

2.vfork()一般配合exec使用，子進程共用父進程地址空間，保證子進程先運行，調用exec或exit后父進程再運行

exec函數族是進程替換函數，將新的地址空間賦給原來的進程，進程號不變，新程序從main開始運行

exec只有失敗才返回，exec后面的代碼不執行

但注意exec是一個函數族，有execlp,execvp,execle,execve等

只能用exit()結束子進程，而return是返回到函數執行的首地址

atexit(void (*function)(void))注冊退出處理函數

十二、輸入輸出緩沖區

系統調用無緩沖

標準IO庫函數輸入輸出為行緩沖

標準IO庫操作文件為全緩沖

十三、

僵尸進程：子進程結束而父進程未調用wait()或waitpid()回收其資源

孤兒進程：父進程結束而子進程未結束

守護進程：特殊的孤兒進程，脫離終端運行在后臺

wait()/waitpid():等待子進程結束并回收其資源

用ps查看進程，kill+pid或pkill+進程名結束進程