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1.1 进程和程序
程序#xff1a;编译好的二进制文件#xff0c;在磁盘上#xff0c;不占用系统资源#xff08;cpu、内存、打开的文件、设备、锁…#xff09;进程#xff1a;一个抽象的概念#xff0c;与操作系统原理联系紧密。进程是活跃的程序…1 进程相关概念
1.1 进程和程序
程序编译好的二进制文件在磁盘上不占用系统资源cpu、内存、打开的文件、设备、锁…进程一个抽象的概念与操作系统原理联系紧密。进程是活跃的程序占用系统资源。在内存中执行。程序运行起来产生一个进程同一个程序也可以加载为不同的进程(彼此之间互不影响)。
1.2 并发
在操作系统中一个时间段有多个进程都处于已启动运行到运行完毕之间的状态。但是任一个时刻点上仍只有一个进程在运行。 图 分时复用cpu
1.3 多道程序设计
时钟中断为多道程序设计模型的理论基础。 并发时任意进程在执行期间都不希望放弃cpu。因此系统需要一种强制让进程让出cpu资源的手段。 时钟中断有硬件基础作为保障对进程而言不可抗拒。 操作系统的中断处理函数负责调度程序执行。 在多道程序设计模型中多个进程轮流使用CPU (分时复用CPU资源)。 当下常见CPU为纳秒级1秒可以执行大约10亿条指令。 由于人眼的反应速度是毫秒级所以看似同时在运行。 1s 1000ms, 1ms 1000us, 1us 1000ns 1000000000 实质上并发是宏观并行微观串行
1.4 进程状态
进程基本的状态有5种。分别为初始态就绪态运行态挂起态与终止态。其中初始态为进程准备阶段常与就绪态结合来看。
2 进程控制
fork() exec函数族 wait() exit()
2.1 创建进程
#include unistd.h
pid_t fork(void);功能创建进程函数执行后系统会创建一个与原进程几乎相同的进程之后父子进程都继续执行如图所示 图 fork函数创建子进程
参数说明无
返回值说明
成功返回两个值子进程创建成功后原程序会被复制就有了两个fork函数。父进程的fork函数会返回子进程的pid子进程的fork函数会返回0.不成功若子进程创建失败原程序不会复制父进程的fork函数返回-1。
【案例 1】使用fork函数创建一个进程创建成功后父子进程分别执行不同的功能。
test_fork.c
#include stdio.h
#include stdlib.h
#include unistd.h
int main(){pid_t tempPid;tempPid fork();if(tempPid -1){perror(fork error);}else if(tempPid 0){//parentprintf(parent process, pid %d, ppid %d\n, getpid(), getppid());}else{//childprintf(child process, pid %d, ppid %d\n, getpid(), getppid());}//of ifprintf(......finish......);return 0;
}//of main【思考 1】多次执行test_fork会发现child process后输出的ppid不等于parent process的pid而等于1。请说明原因。 【提示】出现这种情况是因为父进程先于子进程终止子进程变成“孤儿进程”后面由init进程来接收。
2.2 创建多个进程
上面的案例是创建一个子进程如果要创建多个子进程呢 可否对上面的案例进行修改进行简单的循环即可
int i;
for(i 0; i 2; i ){tempPid fork();
}//of for i分析如下
每次调用fork函数系统会复制原程序i0第一次循环会有两份test_fork文件i1第二次循环第一份test_fork文件又会有两份test_fork文件第二份test_fork文件也会有两份每一次循环进程的总数是当前进程数量的两倍2次循环则为2242^2 4224个进程。
【解决方法】如果只希望父进程可以创建新进程则在for循环中添加一个判断若当前进程不是父进程则跳出循环。
【案例 2】
test_fork2.c
#include stdio.h
#include stdlib.h
#include unistd.h
int main(){pid_t tempPid;int i;for(i 0; i 2; i ){if((tempPid fork()) 0){break;}//of if}//of for iif(tempPid -1){perror(fork error);}else if(tempPid 0){//parentprintf(parent process, pid %d, ppid %d\n, getpid(), getppid());}else{//childprintf(I am child process %d, pid %d, ppid %d\n, i 1, getpid(), getppid());}//of ifprintf(......finish......);return 0;
}//of main【思考 2】案例2的输出结果有如下问题 1子进程的编号不是递增的 2终端提示符后面仍然有子进程信息打印而命令提示符在最后一行的开头闪烁。 这是为什么 提示 在Linux系统中子进程应由父进程回收但是当子进程被创建后它与它的父进程及其它进程共同竞争系统资源所以父子进程执行的顺序是不确定的终止的先后顺序也是不确定的。 Shell命令提示符也是1个进程它需要和新建进程一起竞争CPU。
2.3 进程的执行顺序利用sleep函数暂缓进程执行
【案例 3】
test_fork3.c
#include stdio.h
#include stdlib.h
#include unistd.h
int main(){pid_t tempPid;int i;for(i 0; i 2; i ){if((tempPid fork()) 0){break;}//of if}//of for iif(tempPid -1){perror(fork error);}else if(tempPid 0){//parentsleep(2);printf(parent process, pid %d, ppid %d\n, getpid(), getppid());}else{//childsleep(i);printf(I am child process %d, pid %d, ppid %d\n, i 1, getpid(), getppid());}//of ifprintf(......finish......);return 0;
}//of main
