unix編程以及xv6系統淺談（五）進程控制

時間 2019-11-30

標籤 unix 編程以及 xv6 系統淺談進程控制欄目 Unix 简体版

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5.1 進程標誌

每一個進程都有一個pid惟一的表示它，雖然是惟一的，可是是能夠複用的。c++

ID爲0的進程一般是調度進程，因爲不執行任何磁盤上的程序，因此又是系統進程。網絡

ID爲1的進程一般是init進程，在自舉過程結束時由內核調用。異步

ID爲2的是頁守護進程，此進程負責支持虛擬存儲器系統的分頁操做。函數

pid_t getpid()
    獲取調用進程的pid
pid_t getppid()
    獲取調用進程的父進程pid
uid_t getuid()
    獲取調用進程的用戶id
gid_t getgid()
    獲取調用進程的組用戶id
複製代碼

5.2 建立進程

可使用一些函數建立一個進程ui

子進程和父進程會繼續執行fork以後的命令，子進程得到父進程數據空間，堆棧的副本，可是不是共享的，父子進程共享的只有正文段spa

子進程還會複製父進程中標準io緩衝區中未清楚的部分命令行

注意因爲文件部分的實現，文件描述符指向的文件表項是由內核管理，因此父子進程是會指向一樣的文件表項的，除非修改文件描述符，文件表項中包含了文件的偏移量（即任意進程修改事後下一個進程讀到的就是修改的內容）！指針

網絡服務進程中通常會各自關閉它們不須要的文件描述符，以避免產生沒必要要的影響。code

如今的不少實現並不執行一個父進程數據段，堆棧的徹底副本，使用了寫時複製的技術。繼承

這些區域由父子進程共享，內核將它們的訪問權限改變爲只讀。若是父進程或者子進程中的任意一個試圖修改這些區域，則內核只爲修改區域那一塊內存製做一塊副本，一般是虛擬內存中的一頁。

事實上，內核也爲子進程分配了一段頁表，可是這些頁表指向父進程，而且標記爲只讀，當子進程試圖寫的時候會發生寫保護的錯誤，錯誤處理方式就是複製出錯的內容進入頁表。

pid_t fork()
    兩種不一樣的返回值
    	子進程返回0
    	父進程返回建立的子進程的pid
複製代碼

vfork不一樣關於fork，通常它是爲了調用exec才建立的，因此

vfork中：

在父進程的空間中運行，不會像fork同樣執行寫時複製！其實就是關閉了頁表的只讀變成可寫。

一旦子進程修改數據（除了vfork的返回值），進行函數調用，或者沒有exec或者exit就返回均可能帶來問題

保證子進程先運行，一旦子進程中調用了exec或者exit以後纔會調度父進程恢復運行。

注意exit()函數和_exit()函數的區別，exit()函數會沖洗緩衝區，因此父進程的緩衝區極可能會被清洗。

pid_t vfork()
複製代碼

5.3 殭屍進程和孤兒進程

孤兒進程：

對於父進程已經終結的進程，它們的父進程都會改變爲init進程

操做過程爲：當一個進程終結時，內核會逐個檢查全部活動進程，以判斷它是不是正要終結的進程的子進程，若是是，則將其的父進程id 改成1

注意，孤兒進程並不會變爲殭屍進程，由於它終結的時候init進程一定會調用一個wait函數取得其終止狀態。

殭屍進程：

終止進程的父進程調用wait或者waitpid時，能夠獲得一些子進程的信息，包括進程id，終止狀態和CPU時間總量。內核會根據這些信息釋放終止進程的存儲區，關閉其全部打開的文件。

一個已經終止，可是父進程還沒有對其進行善後處理的進程稱爲殭屍進程。

//老子不收屍，兒子變殭屍
//孤兒不用怕，養父是老大
//生個孫子當龍子，哈哈哈
//簡單的例子，不須要等待孫子進程，孫子進程也不會變成殭屍進程
if(fork())
{
 //進程1處理進程2結束
  wait(NULL);
}
else
{
    //進程2fork出進程3再終結
    if(fork())
    {
        exit();
    }
    else
    {
        //成功得到養父進程init
    }
    
}
複製代碼

5.4 進程結束處理

當一個進程正常或異常終止的時候，內核就會向其父進程發送SIGCHLD信號，這是個異步事件，可能在父進程運行的任什麼時候候發生。

//返回終結的子進程id
pid_t wait(int *statloc)
    若是子進程已經終止而且是個殭屍進程，則當即返回而且取得該子進程的狀態
    不然wait阻塞直到任意一個子進程終結，因爲返回子進程的id，因此總會知道是哪一個子進程終結了
	statloc:
				NULL	不關心終止狀態
				整形指針	將終止狀態填入地址指向的內存中
pid_t waitpid(pid_t pid,int *statloc,int options)
    pid:
    		-1	等待任意子進程
    		>0	等待進程id與pid相等的子進程終結
    		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
    statloc同上
    options：
    		0	阻塞等待
    		或者下面的按或的結果
    			WCONTINUE	
    			WNOHANG		不阻塞直接返回0（若是沒有子進程爲殭屍進程的話）
    			WUNTRACED
複製代碼

注意，除了父進程能夠等待子進程的結束，子進程也能夠等待父進程的結束

//子進程等待父進程的結束
while(getppid()!=1)
{
    //非阻塞
}
while(getppid()!=1);	//阻塞方式
複製代碼

5.5 函數exec

當進程調用一種exec的時候，該進程執行的程序徹底替換成爲新程序，而新程序則從其main函數開始執行，由於調用exec並不建立新進程，先後的進程id未改變，exec只是用磁盤上的一個新進程替換了當前進程的正文段，數據段，堆段和棧段。

用exec能夠初始執行新的程序，exit函數和wait函數處理終止和等待終止。

exec
//exec(l,v)(p)
//l表示將參數傳入到函數參數中
//v表示將參數定義爲一個傳入到函數的參數中
//p表明須要自定義環境變量，若沒有p則繼承進程的環境變量
int system(const char *cmdstring)
    //會調用fork，返回該進程的終止狀態
    至關於在命令行中直接輸入cmdstring
複製代碼

5.6 更改用戶id和更改用戶組id

注意須要有超級權限

int setuid(uid_t uid) //設置用戶id int setgid(gid_t gid) //設置用戶組id 複製代碼

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