Linux应用程序开发学习（三）进程控制

三，进程控制

1，进程是动态的，程序是静态的。进程有三态，阻塞，就绪，执行，详见操作系统资料。进程创建运行时首先处于就绪态，通过操作系统的调度占用CPU时转为执行态。执行态时间片用完就会转为就绪态。运行态时假如访问某一设备而设备正忙时就会转为阻塞态，一旦设备空闲就会就绪，再有调度时就会转为执行态。

2，进程用进程控制块PCB来描述，它包含了进程的描述信息，控制信息和资源信息，它是进程的一个静态描述。进程有自己的PID，其父进程ID为PPID，启动这个进程的用户的ID为UID。

3，进程互斥是指有若干进程都要使用某一共享资源时，任何时刻最多允许一个进程使用，其它要使用该资源的进程必须等待，直到占用该资源者释放了该资源为止。

4，操作系统中将一次只允许一个进程访问的资源称为临界资源。进程中访问临界资源的那段程序代码称为临界区。为实现对临界资源的互斥访问，应保证各进程互斥的进入各自的临界区。

5，一组并发进程按一定的顺序执行的过程称为进程的同步。具有同步关系的一组并发进程称为合作进程，合作进程间互相发送的信号称为消息或事件。

6，进程调度就是按一定算法，从一组待运行的进程中选出一个来占有CPU来运行。调度方式有抢占式和非抢占式。调度算法一般有先来先服务，短进程优先，高优先级优先，时间片轮转。

7，死锁就是多个进程因竞争资源而形成一种僵局，若无外力作用，这些进程都将永远不能再向前推进。

8，getpid函数，pid_t getpid(void)
获取本进程ID。
getppid函数，pid_t getppid(void)
获取父进程ID。

9，fork函数，pid_t fork(void)
创建之进程，它被调用一次，却返回两次，可能有三种不同的返回值：
1）在父进程中，fork返回新创建的子进程的PID；
2）在子进程中，fork返回0；
3）如果出现错误，fork返回一个负值。

10，在fork函数调用之前，只有一个进程在执行，但在这个函数调用之后，就变成两个进程在执行了，这两个进程共享下面的代码段。父子进程的区别在于PID不同。子进程的数据空间、堆栈空间都会从父进程得到一个拷贝，而不是共享。在子进程中对fork调用代码之下的某一变量的操作并不会影响到父进程中该变量的值。一个好的例子见国嵌的视频。

11，vfork函数，pid_t vfork(void)
创建子进程。与fork的区别如下：
1）fork是子进程拷贝父进程的数据段，而vfork是子进程与父进程共享数据段；
2）fork的父子进程的执行次序不确定，而vfork是子进程先运行，父进程后运行。

12，exec函数族
exec用被执行的程序替换调用它的程序。它取代原调用进程的数据代码堆栈段。它与fork的区别如下：
1）fork创建一个新的进程，产生一个新的PID；
2）exec启动一个新程序，替换原有的进程，因此进程的PID不会改变，个人认为一般在fork后的子进程中使用。

13，execl函数，int execl(const char *path, const char *arg1, ...）
参数1为被执行的程序名，完整路径，参数2-n为被执行程序所需的命令行参数，含程序名，以空指针NULL结束。

14，execlp函数，int execlp(const char *file, const char *arg1, ...)
参数1为被执行程序名，不含路径，将从path环境变量中查找该程序，参数2同execl。

15，execv函数，int execv(const char *path, char * const argv[])
参数1是被执行程序名，完整路径，参数2是被执行程序所需的命令行参数组数。

16，system函数，int system(const char *string)
调用fork产生子进程，由子进程来调用/bin/sh -c string来执行参数string所代表的命令。个人认为重要且好用，双向应用程序中用的多。

17，wait函数，pid_t wait(int *status)
阻塞该进程，直到其某个子进程退出或者该进程接到了一个指定的信号。如果该进程没有子进程或者它的子进程已经结束，则wait函数会立即返回。参数status若为空则代表任意状态结束的子进程，若不为空则代表指定状态结束的子进程。

18，waitpid函数，pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options)
waitpid是wait的超集，这有若干选项，如可提供非阻塞的wait功能，也能支持作业控制。参数pid如果大于0则表示只是等待这个pid的子进程退出，其它子进程退出wqit无视依然在等，如果pid为-1则与wait一样。参数status同wait，参数options如果为0则同wait，如为WNOHANG则表示如果由pid指定的子进程不立即可用，waitpid不阻塞，此时返回0。

19，exit/_exit函数， void exit(int status)/void _exit(int status)
此两个函数调用时，进程会无条件的停止剩下的操作，清除PCB，并终止本进程的运行。exit对_exit进行了封装，exit多了之前的的检查文件打开情况，把文件缓冲区内容写回文件等清理IO缓冲的工作。若想保证数据的完整性就一定要使用exit函数。参数status传递进程结束的状态，0表示正常结束，其它表示出现了错误，在实际使用时可以用wait系统调用接收子进程的返回值，从而针对不同的情况做不同的处理。