品牌网站建设方,全国最新实时大数据,wordpress怎么查看主题,餐饮企业网站源码目录 1.进程创建1.fork函数初识2.fork函数返回值3.写时拷贝4.fork之后#xff0c;父子进程代码共享5.fork常规用法6.fork调用失败的原因 2.进程终止0.进程终止时#xff0c;操作系统做了什么#xff1f;1.进程退出场景2.进程常见退出方法4 _exit函数(系统接口)4.exit函数(库… 目录 1.进程创建1.fork函数初识2.fork函数返回值3.写时拷贝4.fork之后父子进程代码共享5.fork常规用法6.fork调用失败的原因 2.进程终止0.进程终止时操作系统做了什么1.进程退出场景2.进程常见退出方法4 _exit函数(系统接口)4.exit函数(库函数) 3.进程等待1.进程等待必要性2.进程等待的方法3.获取子进程status4.思考问题 4.进程程序替换0.为什么要创建一个新的子进程1.替换原理2.替换函数3.思考问题 1.进程创建
1.fork函数初识 在Linux中fork函数是非常重要的函数它从已存在进程中创建一个新进程 新进程为子进程而原进程为父进程 进程调用fork当控制转移到内核中的fork代码后内核做 分配新的内存块和内核数据结构给子进程 必须子进程自己独有因为进程具有独立性 将父进程部分数据结构内容拷贝至子进程 代码都是不可被写的只能读取所以父子共享没有问题数据可能被修改的所以必须分离 添加子进程到系统进程列表当中fork返回开始调度器调度 当一个进程调用fork之后就有两个二进制代码相同的进程。而且它们都运行到相同的地方。但每个进程都将可以开始它们自己的旅程
int main(void)
{pid_t pid;printf(Before: pid is %d\n, getpid());if ((pid fork()) -1)perror(fork()), exit(1);printf(After:pid is %d, fork return %d\n, getpid(), pid);sleep(1);return 0;
}运行结果
Before: pid is 43676
After:pid is 43676, fork return 43677
After:pid is 43677, fork return 0进程43676先打印before消息然后它有打印after。另一个after消息由43677打印的 注意到进程43677没有打印before为什么呢 所以fork之前父进程独立执行fork之后父子两个执行流分别执行 注意fork之后谁先执行完全由调度器决定
2.fork函数返回值
父进程返回的是子进程的PID子进程返回0
3.写时拷贝
通常父子代码共享父子在不写入时数据也是共享的当任意一方试图写入便以写时拷贝的方式各自获得一份副本为什么要这样设计呢为什么不可以在创建进程的时候就直接拷贝分离父子进程呢 可能拷贝子进程根本就不会用到数据空间即便是用到了也可能只是读取创建子进程不需要将不会被访问的数据或者只会被读取的数据拷贝一份但是还必须得拷贝数据但什么样的数据值得拷贝呢 将来会被父/子进程写入的数据 但是提前拷贝了会立马使用吗 一般而言即便是OS也无法提前知道哪些空间可能会被写入 综上OS选择了写时拷贝技术来进程将父子进程的数据分离 因为有写时拷贝的存在所以父子进程得以彻底分离完成了进程独立性的技术保证 OS为何要选择写时拷贝技术对父子进程进行分离 用的时候再给你分配是高效使用内存的一种表现OS无法在代码执行前预知哪些空间会被访问 4.fork之后父子进程代码共享
共享的代码是after之后的代码还是所有的代码都共享呢 共享的是所有的代码但是执行的是fork之后的代码
5.fork常规用法
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 例如父进程等待客户端请求生成子进程来处理请求 一个进程要执行一个不同的程序 例如子进程从fork返回后调用exec函数
6.fork调用失败的原因
系统中有太多的进程实际用户的进程数超过了限制 2.进程终止
0.进程终止时操作系统做了什么
释放进程申请的相关内核数据结构和对应的数据和代码 -- 本质就是释放资源
1.进程退出场景
代码运行完毕结果正确代码运行完毕结果不正确代码没有跑完程序崩溃了main函数的返回值的意义是什么return 0的含义是什么为什么总是0 返回给上一级进程用来评判该进程执行结果用的可以忽略此处的0为进程的**退出码**并不总是0 0success 非0标识的时运行的结果不正确非零值有无数个不同的非零值就可以标识不同的错误原因给我们的程序在运行结束之后结果不正确时方便定位错误的原因细节程序崩溃的时候退出码无意义 – 一般而言退出码对应的return语句没有被执行
2.进程常见退出方法
可以通过echo $?查看进程退出码正常终止 从main函数return 退出码 return语句就是终止进程的return n等同于执行exit(n) 调用exit exit在代码的任何地方调用都表示直接终止进程 _exit 异常退出 Ctrl c信号终止
4 _exit函数(系统接口)
void _exit(int status);参数status定义了进程的终止状态父进程通过wait来获取该值 **说明虽然status是int但是仅有低8位可以被父进程所用。所以_exit(-1)时在终端执行$?**发现返回值是255
4.exit函数(库函数)
void exit(int status);exit最后也会调用**_exit**(库函数封装系统接口)****但在调用之前还做了其他工作 执行用户通过atexit或on_exit定义的清理函数关闭所有打开的流所有的缓存数据均被写入调用_exit
int main()
{printf(hello);exit(0);
}// 运行结果helloint main()
{printf(hello);_exit(0);
}// 运行结果(空)3.进程等待
1.进程等待必要性
子进程退出父进程若不管不顾就可能造成僵尸进程的问题进而造成内存泄漏另外进程一旦变成僵尸状态那就刀枪不入杀人不眨眼的kill -9 也无能为力因为谁也没有办法杀死一个已经死去的进程最后父进程派给子进程的任务完成的如何我们需要知道如子进程运行完成结果对还是不对 或者是否正常退出父进程通过进程等待的方式回收子进程资源获取子进程退出信息
2.进程等待的方法
wait pid_t wait(int *status); 返回值成功返回被等待进程pid失败返回-1参数输出型参数获取子进程退出状态不关心则可以设置成为NULL waitpid pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options); 返回值 收集到的子进程的进程ID 等待成功子进程退出 如果设置了选项WNOHANG而调用中waitpid发现没有已退出的子进程可收集则返回0 等待成功子进程未退出 如果调用中出错,则返回**-1** 参数 pid Pid-1等待任一个子进程 -- 与wait等效Pid0等待其进程ID与pid相等的子进程 status: WIFEXITED(status)若为正常终止子进程返回的状态则为真查看进程是否是正常退出WEXITSTATUS(status)若WIFEXITED非零提取子进程退出码查看进程的退出码 options WNOHANG让父进程非阻塞等待 若pid指定的子进程没有结束则waitpid()函数返回0 默认为0表示阻塞等待 注意 如果子进程已经退出调用wait/waitpid时wait/waitpid会立即返回并且释放资源获得子进程退出信息如果在任意时刻调用wait/waitpid子进程存在且正常运行则进程可能阻塞如果不存在该子进程则立即出错返回 3.获取子进程status wait和waitpid都有一个status参数该参数是一个输出型参数由操作系统填充 如果传递NULL表示不关心子进程的退出状态信息否则操作系统会根据该参数将子进程的退出信息反馈给父进程 status****不能简单的当作整形来看待可以当作位图来看待只研究status低16比特位 次低8位表示子进程退出的退出码最低7位表示进程收到的信号第8位core dump标志 由此可知 进程异常退出或者崩溃本质是操作系统杀掉了进程操作系统如何杀掉进程的呢 本质是通过发送信号的方式 程序异常不光光是内部代码有问题也可能是外力直接杀掉 子进程跑完了吗 -- 不能确定
4.思考问题
父进程为什么要用wait/waitpid函数拿子进程的退出结果直接全局变量不行吗 进程具有独立性数据会进行写时拷贝父进程无法拿到子进程修改过的数据并且信号无法通过全局变量拿到 既然进程是具有独立性的进程退出码也是子进程的数据父进程为什么能拿到wait/waitpid究竟干了什么 僵尸进程至少要保留该进程的PCB信息 task_struct里面保留了任何进程退出时的退出结果信息 本质就是读取子进程的task_struct结构wait/wait有权利拿task_struct里面的数据么task_struct是内核数据结构对象 wait/waitpid是系统调用操作系统当然可以访问内核数据 4.进程程序替换
0.为什么要创建一个新的子进程
为了不影响父进程想让父进程聚焦在读取数据解析数据指派进程执行代码的功能如果不创建那么替换的进程只能是父进程如果创建了替换的进程就是子进程而不影响父进程
1.替换原理
用fork创建子进程后执行的是和父进程相同的程序(但有可能执行不同的代码分支) 但如果子进程想执行一个全新的程序该怎么办 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函数时该进程的用户空间代码和数据完全被新程序替换从新程序的启动例程开始执行 将新的磁盘上的程序加载到内存并和当前进程的页表重新建立映射 调用exec并不创建新进程所以调用exec前后该进程的id并未改变 2.替换函数
有六种以exec开头的函数统称exec函数 exec*功能其实就是加载器的底层接口
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 *path, char *const argv[]);
int execvp(const char *file, char *const argv[]);
int execve(const char *path, char *const argv[], char *const envp[]);可变参数列表部分/环境变量最后一个参数必须是NULL标识参数传递完毕这些函数如果调用成功则加载新的程序从启动代码开始执行不再返回 如果调用出错则返回-1所以exec函数只有出错的返回值而没有成功的返回值 命名理解 l(list) : 表示参数采用列表v(vector) : 参数用数组p(path) : 有p自动搜索环境变量PATH 在环境变量PATH中查找要执行的程序 e(env) : 表示自己维护环境变量 注意:传参时第一个参数都应该和要替换的程序名一样
函数名参数格式是否带路径是否使用当前环境变量execl列表不是是execlp列表是是execle列表不是不是须自己配置环境变量execv数组不是是execvp数组是是execve数组不是不是须自己配置环境变量
事实上只有execve是真正的系统调用其它五个函数最终都调用execve 3.思考问题
加载新程序之前父子的数据和和代码的关系 -- 代码共享数据写时拷贝 当子进程加载新程序的时候不就是一种写入么代码要不要写时拷贝将父子的代码分离 必须分离父子进程在代码和数据上就彻底分开了
