Linux 进程编程入门-c++ 多进程编程

Linux 进程篇

一、进程相关概念

了解进程的时候先来了解几个问题，明白以下问题，就懂了进程的概念。

1.什么是程序，什么是进程，两者之间的区别？

（1）.程序是静态的概念，gcc xxx.c -o pro 磁盘中生成pro文件，叫做程序程序如：电脑上的图标。

进程是程序的一次运行活动，通俗点说就是程序跑起来了，系统中就多了一个进程。

2.如何查看系统中有哪些进程？

（1）.使用ps指令查看： ps-aux 在ubuntu下查看，在实际工作中，配合grep来查找程序中是否存在某一个进程。

(2). 使用top指令查看，类似windows任务管理器。

3.什么是进程标识符？

每一个进程都有一个非负整数表示的唯一ID，叫做pid，类似身份证。

pid =0 ：称为交换进程（swapper）作用：进程调度pid=1 ：init 进程作用：系统初始化。

编程调用getpid函数获取自身的进程标识符;

#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
pid_t getpid(void);
pid_t getppid(void);

getpid示例代码：

#include<stidio.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
int main()
{
    pid_t pid;
    pid = getpid();
   printf("my pid is %d\n",pid);
   return 0;
}

getppid获取父进程的进程标识符;

4. 第一个进程 init 进程

在这里插入图片描述

Linux内核启动之后，会创建第一个用户级进程init，由上图可知， init 进程 (pid=1) 是除了 idle 进程(pid=0，也就是 init_task) 之外另一个比较特殊的进程，它是 Linux 内核开始建立起进程概念时第一个通过 kernel_thread 产生的进程，其开始在内核态执行，然后通过一个系统调用，开始执行用户空间的 / sbin/init 程序。

5.什么叫父进程，什么叫子进程？

进程A创建了进程B，那么A叫做父进程，B叫做子进程，父进程是相对的概念，理解为人类中的父子关系

6. c程序的存储空间是如何分配的？

gcc xxx.c -o a.out 当执行 ./a.out 时候，操作系统会划分一块内存空间，如何分配呢？如下图：

二、创建进程函数fork的使用

==pid_t fork(void);== 功能：使用fork函数创建一个进程。

fork函数调用成功，返回两次返回值为0 ，代表当前进程是子进程返回值非负数，代表当前进程为父进程调用失败，返回-1

1. fork();示例代码

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
int main()
{
    pid_t pid;
    pid = getpid();
    fork();
   printf("my pid is %d\n",pid);
   return 0;
}

打印出了两遍 my pid 说明，有了两个进程！执行了两次打印pid。

2. 查看父进程/子进程代码：

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
int main()
{
    pid_t pid;
    pid_t pid2;
    pid = getpid();
    printf("brfore fork pid is %d\n",pid);
    fork();
    pid2 = getpid();
    printf("brfore fork pid is %d\n",pid2);
    if(pid == pid2){
         printf("this is father print\n");
    }else{
         printf("this is child print , child pid is =%d\n",getpid());
    }
   return 0;
}

父子进程都会进入if 中，但是输出结果会不同在fork之前的pid 是8915 是父进程，fork之后pid是子进程 8916

3. 用返回值来判断父/子进程代码(1)：

返回值为0 ，代表当前进程是子进程返回值非负数，代表当前进程为父进程。

#include<sys/types.h>
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int main()
{
   pid_t pid;
   printf("father: id=%d\n",getpid());
   pid = fork();
   if(pid > 0){
         printf("this is father print ,pid =%d\n",getpid());
   }else if (pid == 0){
         printf("this is child print, child pid = %d\n",getpid());
   }
   return 0;
}

在这里插入图片描述

4. 用返回值来判断父子进程代码(2)：

#include<sys/types.h>
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int main()
{
   pid_t pid;
   pid_t pid2;
   pid_t retpid;
   pid = getpid();
   printf("before fork: pid = %d\n",pid);
   retpid = fork();
   pid2 = getpid();
   printf("after fork:pid = %d\n",pid2);
   if(pid == pid2){
       printf("this is father print :retpid = %d\n",retpid);
   }else{
       printf("this is child print :retpid =%d,child pid= %d\n",retpid,pid2);
   }
   return 0;

}

这样更清楚明了的看到

fork 返回值：9915>0 是父进程父进程号是9114 fork 返回值：=0 是子进程子进程号是9915

三、进程创建后发生了什么事？

在这里插入图片描述

1 在内存空间中fork后发生了什么？

在这里插入图片描述

2. ./demo4 运行的程序父进程是谁？

int main(int argc, const char *argv[])
{
        while(1);
        return 0;
}

./ demo4 编译运行后，我们ps -ef 查看进程ID图片由上图可知，./demo4 进程的进程ID是12677，父进程ID是12587，即进程bash：==bash的父进程是gnome-terminal，所以我们打开1个Linux终端，其实就是启动了1个gnome-terminal进程。我们在这个终端上执行./a.out其实就是利用gnome-terminal的子进程bash通过execve()将创建的子进程装入a.out:==

四、创建新进程的实际应用场景

1. fork创建子进程的一般目的：

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。这在网络服务进程中是常见的——父进程等待客户端的服务请求。当这种情求达到时，父进程调用fork，使子进程处理此请求。父进程则继续等待下一个服务请求到达。
一个进程要执行一个不同的程序。这对shell是常见的情况，在这种情况下子进程从fork返回后立即调用exec。

在这里插入图片描述

2. 模拟socket 创建进程（服务器对接客户端的应用场景）示例代码：

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
int main()
{
   pid_t  pid;
   int data;
   while(1){
        printf("please input a data\n");
        scanf("%d",&data);
        if(data ==1 )
        {
            pid = fork();
            if(pid >0){
            }
            else if(pid == 0){
                  while(1){
                        printf("do net request,pid=%d\n",getpid());
                        sleep(3);
                  }
            }
        }
        else{
           printf("wait, do noting\n");
        }
   }
   return 0;
}

输入非1时候，模拟没有客户端进行交互

输入1时候，模拟有客户端进行交互，创建子进程来进行交互，子进程号为：9756

模拟多个客户端进行交互时，创建多个子进程来进行交互，子进程号为：9756 / 9758 / 9759

查看系统进程：

3. fork总结：

一个现有进程可以调用fork函数创建一个新进程。

#include cunistd.h> pid_t fork(void); 返回值：子进程中返回0。父进程中返回子进程ID.出错返回-1

由fork创建的新进程被称为子进程（child process)。fork函数被调用一次，但返回两次。两次返回的唯一区别是子进程的返回值是0，而父进程的返回值则是新子进程的进程ID。将子进程ID返回给父进程的理由是：因为一个进程的子进程可以有多个，并且没有一个函数使一个进程可以获得其所有子进程的进程ID。fork使子进程得到返回值0的理由是：一个进程只会有一个父进程，所以子进程总是可以调用getppid以获得其父进程的进程ID（进程ID0总是由内核交换进程使用，所以一个子进程的进程ID不可能为0)。

子进程和父进程继续执行fork调用之后的指令。子进程是父进程的副本。例如，子进程获得父进程数据空间、堆和栈的副本。注意，这是子进程所拥有的副本。父、子进程并不共享这些存储空间部分。父、子进程共享正文段。由于在fork之后经常跟随着exec，所以现在的很多实现并不执行一个父进程数据段、栈和堆的完全复制。作为替代，使用了写时复制（Copy-On-Write，COW)技术。这些区域由父、子进程共享，而且内核将它们的访问权限改变为只读的。如果父、子进程中的任一个试图修改些区域，则内核只为修改区域的那块内存制作一个副本，通常是虚拟存储器系统中的一“页”。Bach和McKusick等对这种特征做了更详细的说明。

五、vfork创建进程

1. vfork函数也可以创建进程，与fork有什么区别？

关键区别一：vfork直接使用父进程存储空间，不用拷贝关键区别二：vfork保证子进程先运行，当子进程调用exit退出后，父进程才执行。

2. fork 进程调度父子进程：

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
int main()
{
    pid_t pid;
    pid = fork();
    if(pid >0){
       while(1){
               printf("this is father print pid is %d\n",getpid());
               sleep(3);
       }
    }else if(pid == 0){
         while(1){
               printf("this is child print pid is =%d\n",getpid());
               sleep(3);
         }
    }
   return 0;
}

在这里插入图片描述

3. vfork 进程调度父子进程：

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
    pid_t pid;
    int cnt=0;
    pid = vfork();
    if(pid >0){
       while(1){
               printf("this is father print pid is %d\n",getpid());
               sleep(1);
      }
    }else if(pid == 0){
         while(1){
               printf("this is child print pid is =%d\n",getpid());
               sleep(1);
               cnt++;
               if(cnt == 3 ){
                  exit(0);
               }
         }
    }


   return 0;
}

vfork保证子进程先运行，当子进程调用3次 exit退出后，父进程才执行。

4. 子进程改变cnt值，在父进程运行时候也被改变

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
    pid_t pid;
    int cnt=0;
    printf("cnt=%d\n",cnt);
    pid = vfork();
    if(pid >0){
       while(1){
               printf("cnt=%d\n",cnt);
               printf("this is father print pid is %d\n",getpid());
               sleep(1);
       }
    }else if(pid == 0){
         while(1){
               printf("this is child print pid is =%d\n",getpid());
               sleep(1);
               cnt++;
               if(cnt == 3 ){
                  exit(0);
              }
         }
    }
   return 0;
}

在这里插入图片描述

六、ps 常带的一些参数

下面对ps命令选项进行说明：

命令参数	说明
-e	显示所有进程.
-f	全格式。
-h	不显示标题。
-l	长格式。
-w	宽输出。
-a	显示终端上的所有进程，包括其他用户的进程。
-r	只显示正在运行的进程。
-u	以用户为主的格式来显示程序状况。
-x	显示所有程序，不以终端机来区分。

ps -ef 显示所有进程，全格式形式查看进程：

ps -ef 的每列的含义是什么呢？

在这里插入图片描述

命令参数	说明
UID：	程序被该 UID 所拥有，指的是用户ID
PID：	就是这个程序的 ID
PPID ：	PID的上级父进程的ID
C ：	CPU使用的资源百分比
STIME ：	系统启动时间
TTY：	登入者的终端机位置
TIME ：	使用掉的 CPU时间。
CMD：	所下达的指令为何

七、进程退出

1. 子进程退出方式

正常退出：

Mian函数调用return
进程调用exit()，标准c库
进程调用_exit()或者——Exit(),属于系统调用
进程最后一个线程返回
最后一个线程调用pthread_exit

异常退出：

调用abort
当进程收到某些信号时候，如ctrl+C
最后一个线程对取消（cancellation）,请求作出响应

不管进程如何终止，最后都会执行内核中的同一段代码。这段代码为相应进程关闭所有打开描述符，释放它所使用的存储器等。

对上述任意一种终止情形，我们都希望终止进程能够通知其父进程它是如何终止的。对于三个终止函数（exit、_exit和_Exit），实现这一点的方法是，将其退出状态作为参数传送给函数。【如上面示例里面写到的cnt==3情况下，exit(0); 这个0就是子进程退出状态。】在异常终止情况下，内核（不是进程本身）产生一个指示其异常终止原因的终止状态。在任何一种情况下，该终止进程的父进程都能用wait或者waitpid取得其终止状态。

正常退出的三个函数：

#include<stdlib.h>
void exit(int status);
#include<unistd.h>
void _exit(int status);
#include<stdlib.h>
void _Exit(int status);

记得在结束子进程的时候要手动退出，不要使用break；会导致数据被破坏。三种退出函数种，更推荐exit(); exit是 _exit 和_Exit 的一个封装, 会清除，冲刷缓冲区，把缓存区数据进程处理在退出。

2. 等待子进程退出

==为什么要等待子进程退出？==

创建子进程的目的就是为了让它去干活，在网络请求当中来了一个新客户端介入，创建子进程去交互，干活也要知道它干完没有.比如正常退出（exit/_exit /_Exit）为完成任务若异常退出（abort）不想干了，或被杀了

所有要等待子进程退出，而且还要收集它退出的状态等待就是调用wait函数和 waitpid函数

3. 僵尸进程

子进程退出状态不被收集，会变成僵死进程（僵尸进程）

正如以下例子，就是子进程退出没有被收集，成了僵尸进程：

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
    pid_t pid;
    int cnt=0;
    printf("cnt=%d\n",cnt);
    pid = vfork();
    if(pid >0){
       while(1){
               printf("cnt=%d\n",cnt);
               printf("this is father print pid is %d\n",getpid());
               sleep(1);
       }
    }else if(pid == 0){
         while(1){
               printf("this is child print pid is =%d\n",getpid());
               sleep(1);
               cnt++;
               if(cnt == 3 ){
                  exit(0);
               }
         }
    }
   return 0;
}

运行三次子进程后，退出，父进程一直运行

结果：在查看进程时发现，父进程11314正在运行 “S+” 而子进程11315 停止运行 “z+” z表示zombie（僵尸）

4. 等待函数：wait(状态码); 的使用：

#include<sys/types.h>
#inlcude<sys/wait.h>
pid_t wait(int *status);    //参数status 是一个地址    
pid_t waitpid(pid_t pid , int *status ,int options);
int waitid(idtype_t idtype ,id_t id ,siginfo_t  *infop, int  options);

如果其所有子进程都还在运行，则阻塞。：通俗的说就是子进程在运行的时候，父进程卡在wait位置阻塞，等子进程退出后，父进程开始运行。
如果一个子进程已终止，正等待父进程获取其终止状态，则会取得该子进程的终止状态立即返回。
如果它没有任何子进程，则立即出错返回。

status参数：是一个整型数指针非空：子进程退出状态放在它所指向的地址中。空：不关心退出状态

检查wait 和 waitpid 所返回的终止状态的宏

宏	说明
WIFEXITED (status)	若为正常终止子进程返回的状态，则为真。对于这种情况可执行WEXITSTATUS（status），取子进程传送给exit、_exit 或_Exit参数的低8位
WIFSIGNALED (status)	若为异常终止子进程返回的状态，则为真（接到一个不捕捉的信号）。对于这种情况，可执行WTERMSIG(status),取使子进程终止的信号编号。另外，有些实现（非Single UNIX Specification）宏义宏WCOREDUMP（status），若已产生终止进程的core文件，则它返回真
WIFSTOPPED (status)	若为当前暂停子进程的返回的状态，则为真，对于这种情况，可执行WSTIOPSIG（status），取使子进程暂停的信号编号
WIFCONTINUED (status)	若在作业控制暂停后已经继续的子进程返回了状态，则为真。（POSIX.1的XSI扩展，仅用于waitpid。）
比如说：exit(3) wait (状态码); 要通过宏来解析状态码

5. 收集退出进程状态

pid = vfork();
    if(pid >0){
       while(1){
               printf("cnt=%d\n",cnt);
               printf("this is father print pid is %d\n",getpid());
               sleep(1);
       }
    }else if(pid == 0){
         wait(NULL);    // 参数：status  是一个地址  为空 表示不关心退出状态
         while(1){
               printf("this is child print pid is =%d\n",getpid());
               sleep(1);
               cnt++;
               if(cnt == 3 ){
                  exit(0);
               }
         }
    }

wait(NULL); // 参数：status 是一个地址为空表示不关心退出状态

没有了11567子进程，这样就不是僵尸进程了

收集子进程退出状态示例代码：

int main()
{
    pid_t pid;
    int cnt=0;
    int status =10;
    printf("cnt=%d\n",cnt);
    pid = vfork();
    if(pid >0){
       wait(&status);     // 参数status是一个地址  
       printf("child out ,chile status =%d\n",WEXITSTATUS(status));  //要解析状态码，需要借助WEXITSTATUS
       while(1){
               printf("cnt=%d\n",cnt);
               printf("this is father print pid is %d\n",getpid());
               sleep(1);
       }
    }else if(pid == 0){
         while(1){
               printf("this is child print pid is =%d\n",getpid());
               sleep(1);
               cnt++;
               if(cnt == 3 ){
                  exit(5);
               }  
          }
   }

int status =10;

wait(&status); // 参数status是一个地址

printf("child out ,chile status =%d\n",WEXITSTATUS(status)); //要解析状态码，需要借助WEXITSTATUS

结果显示：exit(5); 就能看到子进程退出的状态 status=5

6. 等待函数：waitpid（）的使用；

wait和waitpid的区别之一：

wait使父进程（调用者）阻塞，waitpid有一个选项，可以使父进程（调用者）不阻塞。

pid_t waitpid(pid_t pid , int *status ,int options);

对于waitpid函数种pid参数的作用解释如下：


pid == -1	等待任一子进程。就这一方面而言，waitpid与wait等效。
pid > 0	等待其进程ID与pid相等的子进程。
pid == 0	等待其组ID等于调用进程组ID的任一子进程
pid <-1	等待其组ID等于pid绝对值的任一子进程。

waitpid 的 options 常量:


WCONTINUED	若实现支持作业控制，那么由pid指定的任一子进程在暂停后已经继续，但其状态尚未报告，则返回其状态（POSIX.1的XSI扩展）
WNOHANG	若由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	若某实现支持作业控制，而由pid指定的任一子进程已处于暂停状态。

waitpid 来使得父进程不阻塞代码：

int main()
{
    pid_t pid;
    int cnt=0;
    int status =10;
    printf("cnt=%d\n",cnt);
    pid = vfork();
    if(pid >0){
       waitpid(pid,&status,WNOHANG); // 参数pid 是子进程号，WNOHANG是若由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；
       printf("child out ,chile status =%d\n",WEXITSTATUS(status));  
       while(1){
               printf("cnt=%d\n",cnt);
               printf("this is father print pid is %d\n",getpid());
               sleep(1);
       }
    }else if(pid == 0){
         while(1){
               printf("this is child print pid is =%d\n",getpid());
               sleep(1);
               cnt++;
               if(cnt == 3 ){
                  exit(5);
               }
          }
   }

子进程和父进程同时进行

但是发现子进程12275 在系统查询进程中还是变成了僵尸进程原因是 ==WNOHANG是不等待参数，它只运行一遍== ，当他运行时候，子进程没死，等子进程死后，他没运行，就没有收到停止状态，所以成了僵尸进程。

八、孤儿进程

1. 孤儿进程的概念：

父进程如果不等待子进程退出，在子进程结束前就了结束了自己的“生命”，此时子进程就叫做孤儿进程。

2.孤儿进程被收留：

Linux避免系统存在过多孤儿进程，init进程收留孤儿进程，变成孤儿进程的父进程【init进程(pid=1)是系统初始化进程】。init 进程会自动清理所有它继承的僵尸进程。

孤儿进程的代码:

#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{
    pid_t pid;
    int cnt=0;
    int status =10;
    pid = fork();
    if(pid >0){
               printf("this is father print pid is %d\n",getpid());
       }
    else if(pid == 0){
         while(1){
               printf("this is child print pid is =%d,my father pid is=%d\n",getpid(),getppid());
               sleep(1);
               cnt++;
               if(cnt == 3 ){
                  exit(5);
               }
         }
    }
   return 0;
}

父进程运行结束前，子进程的父进程pid还是13098。父进程运行结束后，子进程的父进程变成了init进程( pid=1)。

九、exec族函数

1. exec族函数的作用：

我们用fork函数创建新进程后，经常会在新进程中调用exec函数去执行另外一个程序。当进程调用exec函数时，该进程被完全替换为新程序因为调用exec函数并不创建新进程，所以前后进程的ID并没有改变。

2. 为什么要用exec族函数，有什么作用？

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。这在网络服务进程中是常见的——父进程等待客户端的服务请求。当这种请求到达时，父进程调用fork，使子进程处理此请求。父进程则继续等待下一个服务请求到达。
一个进程要执行一个不同的程序。这对shell是常见的情况。在这种情况下，子进程从fork返回后立即调用exec。

3. exec族函数定义：

功能：

exec函数族提供了一种在进程中启动另一个程序执行的方法，它可以根据指定的文件名或目录名找到可执行文件，并用它来取代原调用进程的数据段、代码段和堆栈段。在执行完之后，原调用进程的内容除了进程号外，其他全部都被替换了。在调用进程内部执行一个可执行文件，可执行文件既可以是二进制文件，也可以是linux下可执行的脚本文件。【通俗理解就是执行demo1的同时，执行一半去执行demo2。】

函数族：

execl、execlp、execle、execv、execvp、execvpe

函数原型：

#include<unistd.h>
extern char **environ;
int execl(char *path  , char *arg ,  ...);
int execlp(char *file  , char *arg ,  ...);
int execle(char *path  , char *arg ,  ... , char *const envp[] );
int execv(char *path  , char *const argv[] );
int execvp(char *file  , char *const atgv[] );
int execvpe(char *file  , char *const argv[] , char *const envp[]);

返回值：

exec函数族的函数执行成功后不会返回，调用失败时，会设置errno并返回-1，然后从原程序的调用点接着往下执行。

参数说明：

path ：可执行文件的路径名字arg：可执行程序所带的参数，第一个参数为可执行文件名字，没有带路径且arg必须以NULL结束。file：如果参数file中包含/，则就将其视为路径名，否则就按PATH环境变量，在它所指定的各目录中搜寻可执行文件。

exec族函数参数极难记忆和分辨，函数名中的字符会给我们一些帮助：

字符	说明
l	使用参数列表
p	使用文件名，并从PATH环境寻找可执行文件
v	应该先构造一个指向各参数的指针数组，然后将该数组的地址作为这些函数的参数。
e	多了envp[]数组，使用新的环境变量代替调用进程的环境变量

4. exec函数带 l 带p 带v 来说明参数特点

先写一个带参数的程序，输入参数输出参数，在上一篇Linux文件编程里，main参数我们学过。

./echoarg代码：

#include<stdio.h>
int main(int argc , char *argv[])
{
     int i =0;
     for(i =0 ;i <argc;i++){
         printf("argv[%d]:%s\n",i ,argv[i]);
     }
   return 0;
}

在执行a.out 代码一半的时候，调用上面的代码echoarg

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
int main(void)
{
     printf("brfore execl\n");
     //int execl(char *path  , char *arg ,  ...);
     if(execl("/bin/echoarg","echoarg","abc",NULL)==-1)
     {
         printf("execl failed!\n");
     }
     printf("after execl \n");
     return 0;
}

exec函数族的函数执行成功后不会返回，调用失败时，会设置errno并返回-1，然后从原程序的调用点接着往下执行。

if(execl("/bin/echoarg","echoarg","abc",NULL)==-1)源代码：int execl(char *path , char *arg , ...); //最后一个参数是：arg必须以NULL结束。

在执行a.out 代码一半的时候，调用上面的代码echoarg: exec函数族的函数执行成功后不会返回，调用失败时，会设置errno并返回-1，然后从原程序的调用点接着往下执行。

==perror("why"); //用来在执行错误时候，查询错误原因==

若要调用ech 执行一般执行ls ，同理。只需要改动

if(execl("/bin/ls","ls",NULL,NULL)==-1)

若要调用ech 执行一般执行ls-l ，同理。

if(execl("/bin/ls","ls","-l",NULL)==-1)

execlp 和execl 的区别

带p : 可以通过环境变量PATH环境寻找可执行文件

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
int main(void)
{
     printf("brfore execl\n");
     //int execl(char *path  , char *arg ,  ...);
     if(execl("ls",";s",NULL,NULL)==-1)
     {
         printf("execl failed!\n");
     }
     printf("after execl \n");
     return 0;
}

在路径中不用写具体路径，就可以自动找到文件

execvp 和execl 的区别

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
int main(void)
{
     printf("brfore execl\n");
     char *argv[] = {"ps",NULL,NULL};
     if(execvp("ps",argv)==-1)
     {
         printf("execl failed!\n");
     }
     printf("after execl \n");
     return 0;
}

char *argv[] = {"ps",NULL,NULL}; if(execvp("ps",argv)==-1)

结果与上面相同

5. 任何目录下执行程序

一个程序在目录下能运行，换一个目录就无法运行，如果把程序配置到环境变量里面去。

==pwd显示当前路径 echo

PATH: [pwd显示的当前路径]==

就可以在任何目录下执行程序了

6. exec配合fork使用

一个进程要执行一个不同的程序。这对shell是常见的情况。在这种情况下，子进程从fork返回后立即调用exec。

(1). 不用exec的方法：实现功能，当父进程检查到输入为1的时候，创建子进程把配置文件的字段值修改掉。

#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<stdio.h>  
#include<string.h>  
#include<stdlib.h>  
#include<unistd.h>
int main()
{
   pid_t pid;
   int data = 10;
   while(1){
         printf("please input a data\n");
         scanf("%d",&data);
         if(data == 1){
                 pid = fork();
                 if(pid>0)
                 {  
                   wait(NULL);
                 }
                 if(pid == 0){
                       int fdSrc;
                       char *readBuf=NULL;
                        fdSrc = open("config.txt",O_RDWR);
                        int size = lseek(fdSrc,0,SEEK_END);
                        lseek (fdSrc,0,SEEK_SET);
                        readBuf =(char *)malloc(sizeof(char)*size+8);
                        int n_read= read(fdSrc,readBuf,size);
                        char *p=strstr(readBuf,"LENG="); //找到（要修改的）位置    
  //参数1 要找的源文件  2.“要找的字符串”
                        if(p==NULL){
                               printf("not found\n");
                               exit(-1);
                         }
                             p=p+strlen("LENG=");  //移动字符串个字节
                               *p='0';      //*p  取内容
lseek (fdSrc,0,SEEK_SET);
                          int n_write =write(fdSrc,readBuf,strlen(readBuf));
                          close(fdSrc);
                          exit(0);
                      }

                    }else {
                                printf("do noting\n");
                          }
           }
                return 0;
}

实现了当父进程检查到输入为1的时候，创建子进程把配置文件的字段值修改掉。

(2）. 用exec的方法：实现功能，当父进程检查到输入为1的时候，创建子进程把配置文件的字段值修改掉。

int main()
{
   pid_t pid;
   int data = 10;
   while(1){
         printf("please input a data\n");
         scanf("%d",&data);
         if(data == 1){
                 pid = fork();
                 if(pid > 0){
                     wait(NULL);
                 }
                 if(pid == 0){
                   execl("./changdata","changdata","config.txt",NULL);
                   exit(0);
                      }
                    }else {
                                printf("do noting\n");
                          }
           }
                return 0;
}

使用execl 和 fork 结合也能做到上面结果，而且更方便，但是在 ./changdata 可执行文件存在的情况下。

十、system函数

1. system函数定义：

函数原型：

#include<stdlib.h>
int system(const char * string);

函数说明：

system()会调用fork()产生子进程，由子进程来调用/bin/sh-c string来执行参数string字符串所代表的命令，此命令执行完后随即返回原调用的进程。在调用system()期间SIGCHLD 信号会被暂时搁置，SIGINT和SIGQUIT 信号则会被忽略。

返回值：

system()函数的返回值如下：成功，则返回进程的状态值；当sh不能执行时，返回127；失败返回-1；

2. system函数的使用：

用system也可以做到execl的功能用system实现修改配置数值代码：

int main()
{
   pid_t pid;
   int data = 10;
   while(1){
         printf("please input a data\n");
         scanf("%d",&data);
         if(data == 1){
                 pid = fork();
                 if(pid > 0){
                     wait(NULL);
                 }
                 if(pid == 0){
                   execl("./changdata config.txt");
                   exit(0);
                      }
                    }else {
                                printf("do noting\n");
                          }
           }
                return 0;
}

在这里插入图片描述

3. system和execl不同的是：

sysem运行完调用的可执行文件后还会继续执行源代码。

==附加说明：==

在编写具有SUID/SGID权限的程序时请勿使用system()，system()会继承环境变量，通过环境变量可能会造成系统安全的问题。

十一、popen函数

1. popen函数的定义：

函数原型：

#include<stdio.h>
FILE *popen (const char *command ,const char *type);  
int pclose(FILE *stream);

参数说明：

command: 是一个指向以NULL结束的shell命令字符串的指针。这行命令将被传到bin/sh并且使用 -c标志，shell将执行这个命令。

type：只能是读或者写中的一种，得到的返回值（标准I/O流）也具有和type相应的只读或只写类型。如果type是”r“ 则文件指针连接到command的标准输出；如果type是”w“则文件指针连接到command的标准输入。

返回值:

如果调用成功，则返回一个读或者打开文件的指针，如果失败，返回NULL，具体错误要根据errno判断

int pclose（FILE *stream）参数说明：stream：popen返回对丢文件指针返回值：如果调用失败，返回-1

作用：

popen（）函数用于创建一个管道：其内部实现为调用fork产生一个子进程，执行一个shell以运行命令来开启一个进程这个进程必须由pclose（）函数关闭。

popen比system 在应用中的好处：==可以获取运行的输出结果==

popen函数执行完，执行结果到管道内，数据流出的时候，在管道尾部fread就可以读出执行数据，就能实现把数据读到或写到想要的缓冲区里。

2. popen函数的使用：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
int main(void)
{
   char ret[1024]={0};
   FILE *fp;
   fp = popen("ps","r");
   int nread = fread(ret,1,1024,fp);
   printf("read ret %d byte ,ret =%s\n",nread ,ret);
   return 0;
}

结果发现：popen函数结束后，ps 输出的内容，都捕获到 ret 数组里面去了。popen可以获取运行的输出结果，可以读取也可以写入文件中。图片

Linux 进程编程入门

Linux 进程篇

一、进程相关概念

1.什么是程序，什么是进程，两者之间的区别？

2.如何查看系统中有哪些进程？

3.什么是进程标识符？

4. 第一个进程 init 进程

5.什么叫父进程，什么叫子进程？

6. c程序的存储空间是如何分配的？

二、创建进程函数fork的使用

1. fork();示例代码

2. 查看父进程/子进程代码：

3. 用返回值来判断父/子进程代码(1)：

4. 用返回值来判断父子进程代码(2)：

三、进程创建后 发生了什么事？

1 在内存空间中fork后发生了什么？

2. ./demo4 运行的程序父进程是谁？

四、创建新进程的实际应用场景

1. fork创建子进程的一般目的：

2. 模拟socket 创建进程（服务器对接客户端的应用场景）示例代码：

3. fork总结：

五、vfork创建进程

1. vfork函数 也可以创建进程，与fork有什么区别？

2. fork 进程调度 父子进程：

3. vfork 进程调度 父子进程：

4. 子进程改变cnt值，在父进程运行时候也被改变

六、ps 常带的一些参数

ps -ef 的每列的含义是什么呢？

七、进程退出

1. 子进程退出方式

2. 等待子进程退出

3. 僵尸进程

4. 等待函数：wait(状态码); 的使用：

5. 收集退出进程状态

6. 等待函数：waitpid（）的使用；

八、孤儿进程

1. 孤儿进程的概念：

2.孤儿进程被收留：

九、exec族函数

1. exec族函数的作用：

2. 为什么要用exec族函数，有什么作用？

3. exec族函数定义：

4. exec函数 带 l 带p 带v 来说明参数特点

5. 任何目录下执行程序

6. exec配合fork使用

十、system函数

1. system函数定义：

2. system函数的使用：

3. system和execl不同的是：

十一、popen函数

1. popen函数的定义：

2. popen函数的使用：

三、进程创建后发生了什么事？

1. vfork函数也可以创建进程，与fork有什么区别？

2. fork 进程调度父子进程：

3. vfork 进程调度父子进程：

4. exec函数带 l 带p 带v 来说明参数特点