进程控制

进程控制

一、进程ID

1．

名称:：	getpid
功能：	获得进程id.
头文件：	#include
函数原形：	pid_t getpid(void);
参数：	无
返回值：	进程id.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

每个进程都有一个非负整数表示的唯一进程id。系统中有一些专用的进程该进程是内核的一部分，它并不执行任何磁盘上的程序。因此也被称为系统进程。

进程1通常是init进程，在自举过程完成时有内核调用。此进程负责在自举内核后启动一个UNIX系统。init通常读与系统有关的初始化文件（/ect/re*文件或/ect/inittab文件，以及/ect/init.d中的文件）,并将系统引导到一个状态。但要注意init并不是一个系统进程，它是一个普通用户进程，但是它以超级用户特权运行。

 

2.

名称:：	getppid
功能：	获得进程的父进程id
头文件：	#include
函数原形：	pid_t getppid(void);
参数：	无
返回值：	父进程id.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3.

名称:：	getuid/geteuid
功能：	获得调用进程用户的实际用户id和有效用户id.
头文件：	#include
函数原形：	uid_t getuid(void); uid_t geteuid(void)
参数：	无
返回值：	用户id.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4．

名称:：	getgid/getegid
功能：	获得调用进程用户的实际组id和有效组id.
头文件：	#include
函数原形：	gid_t getgid(void); gid_t getegid(void);
参数：	无
返回值：	用户组id.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

与一个进程相关联的用户id用6个或更多,他们是：实际用户id          实际组id       有效用户id       有效组id        保存的设置用户id  保存的设置组id

实际用户id和实际组id标识我们究竟是谁。这两个字段在登陆时取自口令文件中的登陆项。通常，在一个登陆会话间这些值并不改变，但是超级用户进程又方法改变它们。

       有效用户id和有效组id以及附加组id决定了我们的文件访问权限。

       保存的设置用户id和保存的设置组id在执行一个程序是包含了有效用户id和有效组id的副本。

通常有效用户id等于实际用户id，有效组id等于实际组id。它们不同的情况通过发生在变更用户权限，但是不切换用户的情况下。

linux中有许多id，我们要注意这些id 的区别。getpid,getuid是获得当前进程和进程组的id，而getuid,geteuid,getgid,getegid是获取当前用户和用户组的id 。

 

下面的程序打印和进程id和用户id

/*8_1.c*/

#include

 

main()

{

printf(“pid:%d\n”,getpid());/*获得进程id*/

printf(“ppid:%d\n”,getppid());/*获得父进程id*/

printf(“uid:%d\n”,getuid());/*获得当前用户的实际用户id*/

printf(“euid:%d\n”,geteuid());/*获得当前用户的有效用户id*/

printf(“gid:%d\n”,getgid());/*获得当前用户的实际组id*/

printf(“egid:%d\”,getegid());/*获得当前用户的有效组id*/

}

 

 

二、创建进程

5．

名称:：	fork
功能：	创建一个进程
头文件：	#include #include
函数原形：	pid_t fork(void);
参数：	无
返回值：	子进程返回0，父进程返回子进程id，出错返回1。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

由fork创建的进程称为子进程，fork函数被调用一次，但返回两次。两次返回唯一区别是子进程返回的是0，父进程返回的是子进程的id.子进程是父进程的副本子进程获得父进程数据空间、堆和栈的副本。父、子进程并不共享这些存储空间，父、子进程只共享正文段。由于在fork之后经常跟着exec，所以现在很多实现并不执行一个父进程数据段、堆和栈的完全复制，它们采用一种叫做写时复制技术。

       fork有两种用法:

(1)    一个父进程希望复制自己，使父、子进程同时执行不同的代码段。

(2)    一个进程要执行一个不同的程序。这对shell是常见的情况。

下面是fork函数的一个例子。

/*8_2.c*/

include

#include

 

int main()

{

pid_t pid;

 

if((pid=fork())==0)

    printf(“I’am child，my id is %d\my father id is %d\n”,getpid(),getppid()”);

else

    printf(“I’am father, my id is %d\nmy child id is %d\n”,getpid(),pid);

}

 

下面运行结果：

#./8_2

I’am child，my id is 1859

my father id is 1858

I’am father, my id is 1858

my child id is 1859

 

6．

名称:：	vfork
功能：	创建一个进程
头文件：	#include #include
函数原形：	pid_t vfork(void);
参数：	无
返回值：	进程id.

 

 

 

 

 

 

 

 

vfork与fork一样都创建一个进程，但是它并不是将父进程的地址空间完全复制到子进程中，在子进程调用exec或exit之前，它在父进程的空间中运行。这要就提高了效率。

       vfork和fork的另一个区别是：vfork保证子进程先运行，在它调度exex或exit后父进程才可能被调度运行。

 

三、等待进程终止

7．

名称:：	wait/waitpid
功能：	等待一个进程的终止
头文件：	#include #include
函数原形：	pid_t wait(int *statloc); pid_t waitpid(pid_t pid,int *statloc,int options);
参数：	statloc 指向存放终止状态单元的指针 pid    options  控制wait的操作
返回值：	若成功返回进程id，若出错返回0。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

两个函数都是的功能都是获取子进程终止状态，但在一个子进程终止前，wait使其调用者阻塞，而waitpid有一个选项，可使调用者不阻塞。

       如果一个之进程已经终止，并且是一个僵尸进程，则wait立即返回并取得该子进程的状态，否则wait使其调用者阻塞直到一个子进程终止。

 

waitpid并不等待在其调用之后的第一个终止进程，它有若干个选项，可以控制它所等待的进程。

       对于waitpid函数的参数pid的解释如下：

              pid==-1   等待任一子进程。

              pid>0      等待其进程与pid相等的子进程。

              pid<-1     等待其组id等于pid绝对值的任一子进程。

       options参数使我们能进一步控制waitpid的操作。此参数可以是0，或者是:

              WCONTINUED  用于作用控制

              WNOHANG          若pid指定的子进程并不是立即可用的，则waitpid不阻塞，此时其返回值为0。

              WUNTRACED       用于作业控制。

 

对于僵尸进程的解释：

在一个进程调用了exit之后，该进程并非马上就消失掉，而是留下一个称为僵尸进程（Zombie）的数据结构。 
在Linux进程的5种状态中，僵尸进程是非常特殊的一种，它已经放弃了几乎所有内存空间，没有任何可执行代码，也不能被调度，仅仅在进程列表中保留一个位置，记载该进程的退出状态等信息供其他进程收集，除此之外，僵尸进程不再占有任何内存空间。

 

下面是wait的一个例子。

/*8_3.c*/

#include

#include

#include

#include

 

main()

{

pid_t pid;

pid_t cpid;

 

if((pid=fork())==0)

{

    printf(“I’m a child,my id is %d\n”,getpid());

    sleep(1);

    exit(1);

}

else

{

    printf(“I’m a father,my id is %d\n”,getpid());

    if((cpid=wait(NULL))!=-1)

        printf(“I catch a child is %d\n”,cpid);

}

}

 

运行结果是：

I’m child,my id is 16557

I’m father,my id is 16556

I catch a child is 16557

 

程序先打印子、父进程的id.然后子进程调用sleep函数，这时父进程阻塞，直到子进程调用exit终止退出，父进程获得子进程终止信息。

 

8．

名称:：	wait3/wait4
功能：	等待一个进程的终止
头文件：	#include #include #include #include
函数原形：	pid_t wait3(int *stacloc,int options,struct rusage *rusage); pid_t wait4(pid_t pid,int *statloc,int options,struct rusage *rusage);
参数：
返回值：	若成功返回进程id ，若出错返回-1。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

wait3,wait4的功能更强大，这与附加参数rusage有关。该函数要求内核返回由终止进程及其所有子进程使用的资源汇总。资源统计信息包括用户CPU时间总量，系统CPU时间总量，页面出错次数，接收到信号的次数等。

四、执行新程序

9．

名称:：	exec
功能：	执行一个新程序
头文件：	#include
函数原形：	int execl(const char *path,const char *arg,…); int execlp（const char *file,const char *arg,…）; int execle(const char *path,const char *arg,…,char *const envp[]); int execv(const char *fath,char *const argv[]); int execvp(const char *file,char *const argv[]); int execve(const char *file,char *const argv[],char *const envp[]);
参数：	path 路径名 file  文件名 arg  单独的命令参数，以NULL结束。 argv 指向命令参数列表 envp 指向环境字符串指针数组的指针
返回值：	若出错返回-1。若成功不返回值

      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 用fork函数创建子进程后，子进程往往要调用一种exec函数以执行另一个程序。当进程调用一种exec函数时，该进程完全由新程序代换，而新程序则从其main函数开始执行。因为调用exec并不创建新进程，所以前后的进程ID并未改变。exec只是用另一个新程序替换了当前进程的正文，数据，堆和栈段。

       有六种不同的exec函数可供使用，它们常常被统称为exec函数。在这些函数中字母p表示该函数取filename作为参数，并且用PATH环境变量寻找可执行文件。字母l表示该函数去一个参数表，它与字符v互斥。v表示该函数去一个argv[]矢量。最后，字母e表示该函数取envp[]数组，而不使用当前环境。

       在执行exec前后实际用户ID和实际组ID保持不变，而有效ID是否改变则取决于所执行程序文件的设置用户ID位和设置组ID位是否设置。如果新程序的设置用户ID位已设置，则有效用户ID变成程序文件所以者的ID，否则有效用户ID不变。对组ID的处理方式与此相同。

 

/*8_4.c*/

#include

#include

#include

 

int main(int argc,char *argv[])

{

pid_t pid;

if((pid=fork())==0)

    execvp(argv[1],argv);

else

    waitpid(pid,NULL,0);

}

 

下面是运行结果：

#./8_4 ./main ll dd

./8_4

./main

ll

dd

程序先利用argv[1]调用./main函数，然后把argv传给main函数，把参数打印到屏幕上。要注意main函数必须和本程序在同一目录下。

 

五、更改ID

10．

名称:：	setuid/setgid
功能：	更改用户ＩＤ和组ID
头文件：	#include #include
函数原形：	int setuid(uid_t uid); int setgid(uid_t gid);
参数：	uid 用户ID gid 用户组ID
返回值：	若成功返回进程0，若出错返回-1。

（1）      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 若进程具有超级用户特权，则setuid函数将实际用户ID，有效用户ID，以及保存的设置-用户-ID设置为uid.

（2）       若进程没有超级用户特权，但是uid等于实际用户ID或保存的设置-用户-ID，则setuid只有效用户ID设置为uid。不改变实际用户ID和保存的设置-用户-ID。

（3）       如果上面两个条件都不满足，则errno设置-用户-ID。

 

11．

名称:：	setreuid/setregid
功能：	交换实际用户ID和有效用户ＩＤ．
头文件：	#include
函数原形：	int setreuid(uid_t ruid,uid_t euid); int setregid(gid_t rgid,uid_t egid);
参数：	euid 有效用户id ruid　实际用户id egid 有效组id rgid实际组ｉｄ
返回值：	若成功返回进程0，若出错返回-1。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

可以用setuid函数设置实际用户ID和有效用户ID。与此类似，可以用setgid函数设置实际组ID和有效ID。

 

12.

名称:：	seteuid/setegid
功能：	更改用户有效ID和有效组ID
头文件：	#include
函数原形：	int setuid(uid_t uid); int setgid(gid_t gid);
参数：	uid 用户id gid 组id
返回值：	若成功返回进程0，若出错返回-1。