太原做网站的,北京旅游网站建设,深圳方维网站建设公司,福安 网站设计Linux学习笔记---008 Linux之fork函数、进程终止和等待的理解1、fork函数1.1、什么是fork?1.2、fork的功能介绍1.3、fork函数返回值的理解1.4、fork函数的总结 2、进程的终止2.1、终止是在做什么#xff1f;2.2、进程终止的3种情况 3、进程的终止3.1、进程终止的三种情况3.2、… Linux学习笔记---008 Linux之fork函数、进程终止和等待的理解1、fork函数1.1、什么是fork?1.2、fork的功能介绍1.3、fork函数返回值的理解1.4、fork函数的总结 2、进程的终止2.1、终止是在做什么2.2、进程终止的3种情况 3、进程的终止3.1、进程终止的三种情况3.2、判断是否成功的顺序3.3、如何终止 4、进程等待4.1、直接先看结论4.2、进程等待怎么处理呢? Linux之fork函数、进程终止和等待的理解
前言 前篇开始进行了解学习Linux的进程优先级、环境变量、地址空间等知识这篇学习LInux的fork函数、进程终止和等待的理解等相关内容深入地了解这个强大的开源操作系统。 /知识点汇总/
1、fork函数
前言 进程内核的相关管理数据结构(task_struct mm_struct(内存分配表) 页表) 代码和数据 1.1、什么是fork?
直接man fork指令先在手册页查看以下基本信息: 补充 man fork提示no manual entry for fork则说明你当前没有安装man手册. 解决方法就是 root权限下yum -y install man-pages 基本概念 fork() 是 Unix/Linux系统中的一个非常重要的系统调用用于创建一个新的进程这个新的进程是当前进程的复制品称为子进程。这个复制过程包括父进程的代码、数据、堆、栈等内容都会被复制到子进程中。 1.2、fork的功能介绍 头文件 #include unistd.h 原型 pid_t fork(void) 返回值 -1 ---- fork创建/调用子进程失败 0 — 返回0是判断创建子进程成功 !0 — 返回非负整数表示返回新创建的子进程的进程ID即父进程返回的子进程pid 测试代码 fork语句之后的程序父子进程共享代码 — fork创建一个进程本质是系统中多一个进程; 而多一个进程也就是多一个进程控制块(task_struct) 父进程的代码和数据是从磁盘加载来的子进程的代码数据是哪里来的呢 子进程会默认继承父进程的代码和数据。
我们为什么要创建一个子进程呢 通常来说是想要子进程执行和父进程不一样的代码常规的程序都是单进程不可能同时跑不同的代码内容。多进程情况下则是合理的。
对于普通的单进程程序只能有一个返回值 对于多进程那么为什么同一个程序同一个id会有两个值即是0又是!0? 其次fork怎么会有两个返回值即返回两次呢?怎么做到的呢 (涉及虚拟地址空间和父子写时拷贝知识见这篇文章)
1.3、fork函数返回值的理解
fork也是一个函数只不过属于系统调用。 然后平常的普通程序中的return在fork执行语句之后即当执行完fork后,父子代码数据共享 子进程代码中自然也有了return语句所以父子进程各自被调度一次那么自然就返回两次且值可以不同
引出一个概念理论上子进程被创建后是空的自然其代码和数据就从父进程哪里拷贝获取 就比如有window的任务管理器有两个子进程由一个父进程创建当此时关系结束一个子进程会影响其它进程 当然不会的逻辑上是父子等关系实际上是分裂独立的。
所以进程一定要具备的特点就是 具备独立性即一个进程出现问题绝不能影响其它进程。 进程 内核task_struct结构体(唯一的pid) 代码程序(只读/共享的)和数据(父子数据各自独立原则上数据需要分开)每一个进程都有一个自己唯一的标识符叫做进程pid
fork()函数返回值 1.子进程返回0 2.父进程返回子进程pid 为什么父进程返回的是子进程的pid,而子进程返回的是0 因为父进程返回子进程的pid是对它更好的进程管理而子进程返回值是判断创建子进程是否创建成功。 即为了父进程对子进程进行标识方便管理。
fork的常规用法 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。例如父进程等待客户端请求生成子进程来处理请求。 2.一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 fork()调用失败的原因: 1.系统中已有太多的进程。 2.实际用户的进程数超过了限制。 1.4、fork函数的总结
总结 1.fork()函数在Linux中用于创建一个新的进程这个新进程是当前进程的复制品称为子进程。 2.fork()函数的特点在于它只被调用一次但却能返回两次一次在父进程中一次在子进程中。 关于fork()函数的返回值具体总结如下 1.在父进程中fork()函数返回新创建的子进程的进程IDPID。 2.这个PID是一个非负整数用于唯一标识子进程。 3.在子进程中fork()函数返回0。这是因为在子进程的上下文中它自己是新创建的进程所以没有其他的进程ID可以返回。返回0表示子进程成功创建。 4.如果fork()函数执行过程中发生错误例如由于系统资源不足而无法创建新的进程那么它会返回一个负值。这个负值通常表示特定的错误码可以通过检查这个值来确定具体的错误原因。 5.需要注意的是fork()函数创建的子进程是父进程的副本包括父进程的代码、数据、堆、栈等内容都会被复制到子进程中。但是这两个进程有不同的进程ID并且它们从fork()函数的返回点开始独立执行。 6.因此通过检查fork()函数的返回值可以在父进程和子进程中执行不同的代码路径从而实现并发执行或创建多进程程序。 2、进程的终止
2.1、终止是在做什么
释放曾经的代码和数据所占据的空间理解为释放内核的数据结构 否则–僵尸态
2.2、进程终止的3种情况
测试代码 echo $? 内建命令打印的都是bash本身内部的变量数据。通常0:成功 非0标识失败 其中?属于bash维护的一个变量 表示的是父进程bash获取到的最近的一个子进程退出的退出码 目的 告诉父进程(关心结果)我把任务完成得怎么样 0标识成功 非0标识失败 非0的数值。一方面可表示失败另一方面可表示失败的原因。即都有相应的错误描述。 测试代码
父进程为什么要得到子进程的退出码呢 答要知道子进程的退出情况(成功、失败以及失败的原因)本质退出的情况信息告诉给用户的。
退出码可以使用默认的同时也可以自定义。 测试代码
3、进程的终止
3.1、进程终止的三种情况
a、代码跑完进程正确 b、代码跑完进程不正确。 可以通过进程的退出码决定。反馈原因系统的 自定义退出码 c、代码异常终止提前退出 操作系统发现了你的进程做了不该做的事情就会被OS自主杀掉该进程。而且一旦出现异常退出码就没有意义了。 需要关心的是为什么会出异常呢 1.进程出异常本质上是由操作系统(OS)向进程发生了一个信号。 2.我们可以查看进程退出的时候退出的信号是多少就可以判断我的进程为什么异常了。 常见情况有 a、段错误 b、栈溢出 3.2、判断是否成功的顺序 1.先确认是否是异常。 2.不是异常就一定是代码跑完了。看退出码是否符合预期就行。 结论 衡量一个进程退出我们只需要两个数字(反馈给父进程)退出码和退出信号2^2。 task_struct()会包含一些字段信息。用于匹配反馈。 比如exit_code和exit_signal 0 0 0 !0 !0 0 !0 !0 由退出码退出信号 --》退出进程退出的原因。 3.3、如何终止 a、main()函数return 表示进程终止(非main函数return,函数结束) b、代码调用exit()函数,可在代码的任意位置退出并冲刷缓冲区。 void exit(int status); c、_exit()–系统调用,与exit的区别不会冲刷缓冲区。 void _exit(int status); 注意这里所说的缓冲区不是内核的缓冲区。 4、进程等待
4.1、直接先看结论 任何子进程在退出的情况下一般必须都要有父进程进行等待进程在退出的时候如果父进程不管不顾(不等待)直到退出进程导致状态Z(僵尸状态)造成内存泄漏的问题。 为什么 1.通过父进程等待解决子进程退出的僵尸问题回收系统资源(一定要注意) 2.获取子进程的退出信息知道子进程是因为什么原因退出的(前提是如果需要的话不是必须的) 4.2、进程等待怎么处理呢? 答通过两个函数wait()函数和waitpid函数 阻塞等待测试代码
查看指令 while :; do ps ajx | head -1 ps ajx | grep wait_process | grep -v grep;sleep 1;done 说明 头文件 #include sys/types.h #include sys/wait.h 函数原型 pid_t wait(int* status); 返回值 pid_t等待成功时子进程的pid给返回 参数 status等待父进程中任意一个子进程的退出 功能 用于解决子进程僵尸进程的。(defunct僵尸态) 如何理解阻塞等待子进程呢 如果子进程没有退出父进程就会一直处于进行阻塞等待的状态(死等) 子进程本身就是软件父进程本身就是等待某种软件的条件就绪。 头文件 #include sys/types.h #include sys/wait.h 函数原型 pid_t waitpid(pid_t pid,int* status,int options); 返回值 当正常返回的时候waitpid返回收集到的子进程的进程id; 如果设置了选项,而调用waitpid发现没有已退出的子进程收集则返回0 如果调用中出错则返回error会被设置成相应的值以指示错误所在。 1.正常返回时返回的收集到的子进程id 2.如果设置了option选项参数为WNOHANG而调用中waitpid发现没有已退出的子进程可收集则返回0 3.如果调用失败则返回-1且errno会被设置为相应的值得以指示错误所在。 参数 pid-1等待任意个子进程的pid,与wait相同 pid0等待其进程id与pid相等的子进程 参数二说明 status具有特定的格式。(低16位) 1.输出型参数表示的是输出信息 高八位 – 退出状态 低八位 – 终止信号 2.参数二status WIFEXITED(status)若为正常终止子进程的状态则返回真 — 作用是查看进程是否正常退出 WEXITSTATUS(status)若WIFEXITED非零提取子进程退出码 ---- 查看进程的退出码 WNOHANG若pid指定的子进程没有进程则waitpid()函数返回0不予以等待若正常结束则返回该子进程的ID。 非阻塞等待测试代码
如果子进程没有退出而父进程在进行执行waitpid进行等待阻塞等待(scanf()…的原理)。 所以阻塞就是进程阻塞。 直到等待某种条件的发生(比如子进程的退出) 那么一些非阻塞等待属于服务器宕机。 阻塞等待和非阻塞的等待本质区别就是判断是否有返回值是否达成某成条件。 即pid_t 0等待是成功的子进程退出了并且父进程回收成功 pid_t 0等待失败了 pid_t 0检测是成功的只不过子进程还没有退出需要你下一次进行重复等待。
