承德市外贸网站建设,七牛云存储wordpress插件,仿《砍柴》网站程序,导购网站建设个人主页#xff1a;#x1f35d;在肯德基吃麻辣烫 我的gitee#xff1a;Linux仓库 个人专栏#xff1a;Linux专栏 分享一句喜欢的话#xff1a;热烈的火焰#xff0c;冰封在最沉默的火山深处 文章目录 前言进程属性1.进程PID和PPID2.fork函数创建子进程1#xff09;为什… 个人主页在肯德基吃麻辣烫 我的giteeLinux仓库 个人专栏Linux专栏 分享一句喜欢的话热烈的火焰冰封在最沉默的火山深处 文章目录 前言进程属性1.进程PID和PPID2.fork函数创建子进程1为什么fork函数要给父进程返回子进程的pid给子进程返回02fork函数究竟在干什么3一个函数是如何做到返回两次的写时拷贝 总结 前言
本篇文章继上文的进程概念后现在对进程概念有了一定的理解。前面说过操作系统管理进程实际上是管理描述进程的PCB对象而PCB对象是一堆进程属性的集合那么进程都有哪些属性本篇文章会详细写出来。 进程属性 我们知道进程 描述该进程的PCB结构体对象 对应的数据和代码每一个进程都是由操作系统进行管理的进程的PCBprocess ctrl block对象是该进程的所有属性的集合所以一个进程的多种属性一定是放在PCB结构体里面的。 下面介绍进程的基本属性。 1.进程PID和PPID
什么是PIDPID我们可能不知道但是ID我们应该是知道的ID就是身份识别码。所以PID就是进程的身份识别码process ID
在学校里面每一个学生都有自己的学号这个学号是独一无二的进程也是类似每一个进程的PID是独一无二的。
我们可以通过下面的指令来查看进程的PID。
ps axj | head -1ps axj 指令可以查看当前用户下的所有进程通过管道后head指令提取管道文件的第一行并输出到显示器中。 结果如下: 第二个就是PID。
这里有一个注意的点既然PID是该进程的唯一身份标识符则该进程的PID一定是放在task_struct结构体中的因为PID也是进程的属性之一。PID的本质是一个int类型。 这里有一个问题我如何获取自己进程的PID 从上面的描述过程中可以画出该图ps axj指令能获取用户正在运行的所有进程这些进程的信息本质上是ps axj这条程序员写的指令去调用操作系统开放的一个接口调用到的。
因为操作系统不相信任何人它不敢也不给任何人访问我的所有进程的PCB结构体和各种信息。
所以可以想到要想获取一个进程的PID要通过一个系统调用接口来获取这个接口叫做getpid() 下面来通过代码让操作系统给我们分配一个小小的进程 1 #include stdio.h2 #include unistd.h3 4 int main()5 {6 pid_t pid getpid();7 8 while(1)9 {10 11 printf(I am a process,my pid is %d\n,pid);12 sleep(1);13 }14 15 return 0;16 }
运行后再查询该进程的pid 发现通过系统的接口函数返回的pid和我们运行程序时正在跑的进程的pid是一样的。
getpid()这个系统调用接口的工作原理是我自己的进程调用getpid()函数获取到我的PID后将结果返回给上层的一个变量。
不过这又有一个小细节PPID是什么 PPID比PID多了一个P这个P是parent的意思也就是父进程的PID。 父进程就是该进程的父亲进程就相当于我这个进程是父进程分配下来的。
我们再重新执行程序会发现我原来的进程的PID变了。这就像是我们上大学后发现我这个学校并不如意我决定回去复读第二年我比去年多考了几十分可天意难料我又被去年的学校录取了。这个过程中去年我读的这所学校分配给我一个学号今年再来到这所学校也有一个学号这两个学号肯定是不一样的。
那么我们这样通过写代码的方式创建一个进程它的父进程到底是谁 我们查询一下可以发现每次执行程序它的PID都不同但是PPID都是一样的找到PID为2215的那一行可以发现它的COMMAND就是对应的进程对象。
由此可知每一个自己创建的进程的父进程都是bash进程 不过bash进程的PID也是会变化的重新启动xhell脚本就得到不一样的PID了。
2.fork函数创建子进程
fork函数的作用是创建一个子进程。 这里是fork函数的基本说明然而重要的是fork函数的返回值 如果创建成功返回子进程的pid给父进程返回0给子进程。如果创建失败返回-1给父进程子进程则什么都不返回。
下面给一段代码演示一下fork函数。 1 #includestdio.h 2 #includeunistd.h3 4 int main()5 {6 printf(begin:我是一个进程,我的pid是%d,我的ppid是%d\n,getpid(),getppid());7 pid_t id fork();8 9 if(id 0)10 {11 //子进程12 while(1)13 {14 printf(我是子进程,我的pid是%d,我的ppid是%d\n,getpid(),getppid());15 sleep(1);16 }17 }18 19 else if(id 0)20 {21 //父进程22 while(1)23 {24 printf(我是父进程,我的pid是%d,我的ppid是%d\n,getpid(),getppid());25 sleep(1);26 }27 }28 29 return 0;30 } 运行后你会发现结果如上
执行第一个printf语句后打印的pid和ppid就是当前正在运行进程的pid和ppid。
然后你会发现同时执行了if 和else if 两个语句块
这到底是什么原因呢
看运行结果可知父进程的pid和ppid跟第一个printf打印出来的是一模一样的说明父进程就是当前这个程序的进程而子进程是父进程的一个分支
这里还有几个问题需要解决 1为什么fork函数要给父进程返回子进程的pid给子进程返回0
举个简单的例子每一个孩子一定只有一个亲生父亲但是每一个父亲可能会有多个孩子这是毋庸置疑的。假如一个父亲有5个孩子父亲说孩子你过来。然后5个孩子齐刷刷地跑过来父亲到底叫的是哪个孩子呢
所以就必须让父进程知道每一个子进程的标识符 也就是要知道每一个子进程叫什么名字返回子进程的pid给父进程是最合理的。
而对于子进程来说它的父进程只有一个且不花什么代价就能找到父进程pid所以只需要返回0给子进程作为标识即可。 2fork函数究竟在干什么
要知道fork函数的功能是创建一个子进程可是到底什么叫做创建一个子进程 其实创建子进程无非就是系统中多了一个进程
我们知道进程 PCB数据结构 自己的代码和数据多一个进程就是在操作系统中多管理一个PCB数据结构和一段代码罢了。
可是子进程刚创建出来并没有代码和数据所以子进程只能去找父进程的代码和数据来执行。 这就是为什么fork函数之后的所有代码是父子进程共享的
这就解释了从fork函数之后下面的代码父进程和子进程都能跑的原因。
那为什么要创建子进程 因为在不同的场景中我们需要让父子进程执行不同的代码块 前面我们说过fork函数之后父子进程共享代码虽然是共享实际上就是为了让父子进程执行不同的代码块完成不同的工作从而协调起来。 3一个函数是如何做到返回两次的
前面说过fork函数之后的代码父子共享。 但是fork函数也是一个函数是在系统内部实现的调用的时候会在fork函数内部创建进程大致会做几件事情 1.创建子进程的PCB对象 2.初始化子进程的PCB 3.让子进程指向父进程的数据和代码 4.让父子进程都能被CPU调度运行 前面说过父子进程的代码是共享的所以在return id这条代码一定是父子共享的 因为在return id语句执行之前已经做好了创建子进程的工作。CPU可以单独调用父子进程执行不同的工作。
所以return id这条语句被执行了两次
可是前面说过子进程是没有任何数据和代码的子进程的代码也是人家父进程的何况只有一个pid变量该怎么接收两个返回值呢
这里引出一个进程的性质 任何平台下任何一个进程在运行时都具有独立性 如何理解独立性
我们在windows系统下面我现在打开网页版csdn和xhell还有qq突然我的qq崩溃了但这并不影响我的网页运行也不影响我在听音乐这就是独立性各个进程运行互不干扰。
既然进程有独立性这就保证了每个进程之间不能有任何瓜葛必须让它们割裂 所以父子进程一定不能访问同一份数据
在这个前提下子进程要想运行起来必须要有自己的一份数据所以子进程只能想办法把父进程的数据拷贝下来
这样就能够保证父子进程既能够保持父子进程的代码共享又能保证父进程的数据不能被修改。保证父子共享代码的同时又保证了进程的独立性。
可是如果我的父进程有很多很多个变量而子进程拷贝了父进程的数据又不会去改这些变量甚至不访问这些变量就会造成在内存中有两份冗余的数据为了解决这个问题程序员想出一个好办法写时拷贝
写时拷贝
写时拷贝是指子进程在执行了return id这一条语句后不会立刻去拷贝父进程的所有数据而是先看子进程需要什么数据再根据这些数据开辟需要的空间这样就能避免数据冗余的情况。
后续如果子进程还需要数据操作系统再给子进程空间并拷贝过去即可。 通过写时拷贝实现父子进程的独立性保证父进程的数据不会被修改又能保证父子进程的代码共享
总结 1.本篇文章讲述了进程的最基本的属性进程的PID和PPIDPID是每个进程独有的标识序号PPID是该进程的父进程的标识序号。 2.通过fork函数创建出来子进程。什么是创建子进程以及给了一个案例运行后发现了令人震惊的结果提出了fork函数之后父子进程的代码是共享的但是每个进程都具有独立性父进程的数据绝对不能让子进程修改从而产生写时拷贝的做法来保证父子进程既能够具有独立性也能让父子进程代码共享。
