linux學習筆記之進程

1、基礎知識

1：進程。

　　1，進程ID： 非負整數，具備惟一性。

　　　　1）ID=0的進程：調度進程/交換進程。內核的一部分。不執行任何磁盤上的程序。

　　　　2）ID=1的進程：init進程。

　　　　　　1-自舉結束時，由內核調用，且不會終止。

　　　　　　2-用於讀取與系統有關的初始化文件。並引導系統至一個狀態。

　　　　　　3-使用root權限運行，是全部孤兒進程的父進程。

　　　　3）ID=2的進程：頁守護進程。負責支持虛擬存儲器系統的分頁操做。

　　2，僵死進程：已經終止，但其父進程還沒有對其進行善後處理的進程。

　　3，進程調度。

　　　　1）UNIX系統只提供基於調度優先級的粗粒度的控制。

　　　　2）調度策略和調度優先級由內核肯定。

　　　　3）進程能夠經過調整nice值來下降優先級運行。（不可提高）

　　　　4）只有特權進程容許提升優先級。（應該指root）

　　4，父進程和子進程。

　　　　1）父進程和子進程只共享正文段。其餘僅爲副本,僅在複製的此刻保持一致。linux中，增長函數clone。能夠控制哪些部分共享，哪些部分不共享。

　　　　2）每一個進程都有一個父進程。子進程終止時，父進程獲得通知並獲取子進程的退出狀態。

　　　　3）一般進程的父進程是什麼？用戶進程？

　　　　4）子進程的用途。

　　　　　　1-父進程但願複製本身。例如：服務器中，等待客戶端服務請求。請求到達，複製一份子進程執行請求。父進程繼續等待請求。
　　　　　　2-進程須要執行另一個程序。此狀況下，fork後將當即調用exec函數。

　　5，進程組：多個進程的集合。

　　　　1）每一個進程組由一個組長進程。組長進程的ID就是進程組ID。

　　　　2）進程組中的最後一個進程能夠終止，也能夠轉移到另外一個進程組。

　　　　3）進程能夠設置本身和子進程的進程組ID。但子進程調用exec後，就不能再經過父進程修改進程組ID了。

　　6，會話：包含一個或多個進程組。

　　　　1）會話ID爲會話首進程ID。會話首進程稱爲 控制進程。

　　　　2）一個會話能夠有一個控制終端。（終端或僞終端設備）

　　　　3）會話分爲：一個前臺進程組和多個後臺進程組。

2：進程中的用戶和用戶組。

　　1，進程中分爲：實際用戶/組，有效用戶/組，設置用戶/組。

　　　　1）實際：進程執行用戶。

　　　　2）有效：決定進程訪問權限。一般 實際== 有效

　　　　3）設置：設置ID由exec函數保存。當有效時，則將設置ID變爲有效ID。

　　　　4）stat->st_mode中有兩個特殊標誌位（分別控制用戶和組）。置位做用爲：當執行此文件，進行的有效ID將便爲該文件的全部者ID。（用戶和組由不一樣位控制）

　　2，設置ID能夠間接得到其餘用戶權限。須要慎重使用。（例：用戶更改本身的密碼，口令文件爲root全部。）

　　3，非root權限的進程，寫文件時，設置用戶/組ID位會清除。

　　4，新文件用戶ID爲：進程有效用戶ID。

　　5：新文件的組ID有兩種狀況（linux 3.2.0）：

　　　　1）所在目錄的設置組ID置位時：和所在目錄的組ID同樣。

　　　　2）所在目錄的設置組ID未置位時：進程有效組ID。

3：進程啓動和終止。

　　1，啓動：

　　　　1）內核使程序執行的惟一方法時調用一個exec函數。

　　2，正常終止：

　　　　1）從main返回。

　　　　2）從exit, _exit, _Exit函數調用。

　　　　3）最後一個線程： 從啓動例程返回 或 調用pthread_exit.

　　3，異常終止。

　　　　1）調用abort函數。

　　　　2）接收到一個信號（終止相關）

　　　　3）最後一個線程對取消請求作出響應。

3：C程序的儲存空間佈局。下列順序由高地址到低地址排序。

　　1，命令行參數和環境變量。

　　2，棧(stack)：往低地址方向增加。保存：自動(臨時)變量 和 函數調用相關信息（形參，返回地址等）

　　3，堆(head)：往高地址方向增加用於動態儲存分配。（例如：new，malloc等）

　　4，未初始化數據：稱之爲bss段。保存了已經未初始化的全局/靜態變量。

　　5，初始化數據：保存了已經初始化的全局/靜態變量。

　　6，包含常量數據：若是不細分，也能夠看成初始化數據的一部分。

　　7，正文：CPU執行的機器指令保存部分。

低地址

正文(text)

常量數據(rodata)

初始化數據(data)

未初始化數據(bss)

heap(堆)  -->

unused

<--  stack(棧)

environment

高地址

　　8，子進程建立時，擁有父進程其餘一切數據的副本，但只有exec程序執行後，才擁有棧和堆。

4：守護進程。

　　1，基本概念。

　　　　1）生存週期長的進程。

　　　　2）一般在後臺運行。

　　　　3）使用 ps -axj能夠顯示進程。守護進程的名字出如今方括號[ ] 中。

　　　　4）須要在進程上下文執行工做，單不被用戶層進程上下文調用的內核組件，一般都有本身的守護進程。

　　　　5）守護進程一般以root權限運行。

　　2，產生日誌消息的方式。

　　　　1）內核例程調用log函數。

　　　　2）守護進程調用syslog函數產生。

　　　　3）將日誌消息發送向UDP端口514。（網絡用戶也可使用）

　　4，守護進程遵循下列通用慣例。

　　　　1）若是守護進程使用鎖文件。通常儲存在/var/run目錄下。鎖文件名爲name.pid

　　　　2）如支持配置選項，目錄爲 /etc 名字爲 name.conf

　　　　3）可使用命令行啓動，一般由系統初始化腳本啓動

　　　　4）若是守護進程由配置文件，那啓動時會讀取該文件。以後通常不會再查看。若是修改配置，須要重啓守護進程。

2、相關函數。

 

1 退出函數。
　　void exit( int status )
　　void _Exit( int status )
　　void _eixt( int status )
　　// 1 stdlib.h 包含exit _Exit.unistd.h包含_exit
　　// 2 參數status 將做爲main函數的返回值返回。
　　// 3 只有exit函數而沒有return返回時，部分編譯器可能會出現報錯或者警告
2 登記一個函數爲終止處理函數。
　　// 1 終止處理函數將由exit函數自動調用。
　　// 2 註冊順序和調用順序相反。
　　// 3 能夠用sysconf函數來查詢最大終止程序數(最少支持32個)
　　int atexit( void (*func)(void) );
3 內存分配函數。
　　void *malloc( size_t size );  // 按大小分配內存。
　　void *calloc( size_t nobj, size_t size );  // 按指定數量和指定長度的對象分配儲存空間。
　　void *realloc( void *ptr, size_t newsize );  //增長/減小之前分配區的長度。
　　void free( void *ptr );  //釋放內存。
　　// 1 分配函數返回的指針必定要適當對齊。例：double必須在8的倍數地址單元處開始。
　　// 2 由隱性的轉換規則。如無，則默認返回爲int。沒有正確的轉換類型可能致使隱性的系統錯誤。
4 環境變量函數
　　int putenv( char *str );  // 參數形式：name=value。不然出錯。
　　int setenv( const char *name, const char *value, int rewrite );  // 參數rewrite 非零時，會強制寫。不然，不會進行覆蓋操做。
　　int unsetenv( const char *name );  // 刪除一個環境變量。
5 進程資源的設置和查詢
　　int getrlimit( int resource, struct rlimit *rlptr );  // 查詢
　　int setrlimit( int resource, const struct rlimit *rlptr );  // 設置（更改）
　　// 1 軟限制 <= 硬限制。
　　// 2 任何進程均可以下降硬限制。此過程不可逆。
　　// 3 root用戶才能夠增長硬限制。
　　// 4 資源限制會影響到子進程。
6 查詢 子進程終止狀態 函數。
　　pid_t wait( int *statloc );
　　pid_t waitpid( pid_t pid, int *statloc, int options );  
　　// 1 參數pid：==-1 等待任一子進程，>0 等待與pid相同ID的子進程，==0 等待組ID等於調用進程組ID的任一子進程，<-1 等待組ID等於pid絕對值的任一子進程。
　　int waitid( idtype_t idtype, id_t id, siginfo_t *infop, int options );
　　pid_t wait3( int *statloc, int options, struct rusage *rusage );
　　pid_t wait4( pid_t pid, int *statloc, int options, struct rusage *rusage );
　　// 1 三種狀況：無終止子進程，則阻塞。有子進程終止，而且有信號發出，則返回該子進程的終止狀態。進程自己沒有任何子進程，則返回出錯。
　　// 2 waitpid函數能夠選擇無終止子進程時，不阻塞
7 建立子進程
　　pid_t fork(void);
　　pid_t vfork(void);
　　// 1 調用一次，返回兩次。父進程返回子進程ID，子進程返回0。返回順序，取決於執行順序。
　　// 2 可能的失敗緣由：超過可擁有的最大ID數 或 系統中進程數量過多（系統自己已經存在問題）
　　// 3 vfork函數：保證子進程先運行。且必須先exec執行子進程。如不執行，則會在父進程棧中進行運行。
　　// 4 嘗試代碼後，懷疑，從fork開始，就會有2個進程同時執行 fork 以後的代碼。
8 啓動函數。
　　int execl( const char * pathname, const char *arg0, ...)
　　int execv( const char * pathname, char *const argv[] )
　　int execle( const char * pathname, const char *arg0, ...)
　　int execve( const char * pathname, char *const argv[], char *const envp[] )
　　int execlp( const char * pathname, const char *arg0, ...)
　　int execvp( const char * pathname, char *const argv[] )
　　int fexecve( int fd, char *const argv[], char *const envp[] )
　　// 1 filename包含/ 則看成路徑名。都則按照PATH環境變量，在各目錄搜索可執行文件。
　　// 2 PATH變量中包含目錄表，用 ：  隔開。例：PATH=/bin : /usr/bin
8 操做 進程 用戶/組 ID
　　int setuid( uid_t uid );  // 設置有效用戶ID。若是有root權限，還能夠更改實際用戶。
　　int setgid( gid_t gid );  // 設置有效組ID。若是有root權限，還能夠更改實際組。
　　int setreuid( uid_t ruid, uid_t euid );  // 交換實際用戶和有效用戶ID。
　　int setregid( gid_t rgid, gid_t egid );  // 交換實際組和有效組ID。
　　int seteuid( uid_t uid );  // 僅設置有效用戶ID。
　　int setegid( uid_t gid );  // 僅設置有效組ID。
　　// 1 只有root用戶才能夠更改實際用戶ID。
　　// 2 普通用戶不能進行權限之外的其餘操做。
9 進程調度函數（優先級）
　　int nice( int incr );  // 更改優先級，只能更改進程自己的優先級（擁有root權限除外）。
　　int getpriority( int which, id_t who );  // 得到nice值
　　int setpriority( int which, id_t who, int value );  // 設置nice值。
　　// 1 nice值輸入過大或太小，函數都會自動進行調整。
10 進程時間 結構體
　　clock_t times( struct tms *buf );
　　struct tms
　　{
   　　 clock_t tms_utime;   //用戶CPU時間。
   　　 clock_t tms_stime;   //系統CPU時間。
   　　 clock_t tms_cutime;  //用戶CPU時間，以及終止子進程時間
   　　 clock_t tms_cstime;  //系統CPU時間，以及終止子進程時間
　　}
11 進程組
　　int setpgid( pid_t pid, pid_t pgid ); // 加入/建立一個進程組
　　// 1 調用該函數後，進程和控制終端的聯繫會被切斷。
　　pid_t tcgetpgrp( int fd);  // 獲得進程進程組ID
　　int tcsetpgrp( int fd, pid_t pgrpid ); // 設置前臺進程組ID。
12 會話
　　pid_t setsid( void );  // 創建一個新會話。
　　pid_t tcgetsid( int fd );  // 會話首進程的進程組ID。
13 守護進程函數。
　　void openlog( const char *ident, int option, int facility ); 
　　void syslog( int priority, const char *format ); 
　　void closelog( void );
　　int setlogmask( int maskpri );

 

 

3、