柚子快報激活碼778899分享：初識Linux下進(jìn)程
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?初識Linux下進(jìn)程（下）
文章目錄：
初識Linux下進(jìn)程
????獲取進(jìn)程pid的系統(tǒng)調(diào)用
????進(jìn)程中的路徑信息
????創(chuàng)建進(jìn)程
??????fork的返回值 ??????子進(jìn)程的用處 ??????再談fork返回值
????總結(jié)
前言：
??上回我們簡單介紹了一下進(jìn)程的概念以及讓大家見到了運行中的進(jìn)程，今天我們來了解更多進(jìn)程相關(guān)知識，話不多說，開啟我們今天的話題！
?系統(tǒng)調(diào)用獲得父子進(jìn)程id
??上次我們說，pid是每個進(jìn)程特有的一個編號，每個進(jìn)程都有自己的pid，這也是進(jìn)程的一個屬性信息，屬于 操作系統(tǒng)內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)， 我們知道，內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是不能被用戶直接拿來使用的，而是需要通過 系統(tǒng)調(diào)用 的方式來獲取屬性信息：
??而 獲取進(jìn)程pid 的系統(tǒng)調(diào)用接口就是 getpid，為了了解這個接口，我們可以使用：
man getpid#man手冊查看系統(tǒng)調(diào)用接口
??我們可以看到，一個程序想要調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用接口getpid，就必須包含
??具體的用法是：
??我們運行程序就可以得到這個進(jìn)程的pid了：
??我們發(fā)現(xiàn)，我們運行三次，每一次進(jìn)程的 pid 都是不一樣的，其實這是因為:
??
??我們可以使用一個監(jiān)控腳本，用來持續(xù)控制輸出的進(jìn)程信息：
while :; do ps ajx | head -1 && ps ajx | grep myprocess | grep -v grep; sleep 1; done#控制進(jìn)程每隔一秒輸出進(jìn)程信息
??當(dāng)進(jìn)程被終止的時候，進(jìn)程信息也會被bash回收，在進(jìn)程終止之前，我們看到了進(jìn)程除了有pid，還有它的ppid，也就是父進(jìn)程id，那么我們是否可以通過系統(tǒng)調(diào)用的方式來獲得父進(jìn)程的pid呢？當(dāng)然是可以的：
??程序保存退出，將原來的可執(zhí)行程序make clean 一下，再make一下得到新的可執(zhí)行程序，然后運行該程序：
??我們可以看到，該進(jìn)程的id為6331，父進(jìn)程id為5506，我們知道，如果我們進(jìn)程重新啟動，那么我們進(jìn)程的pid就有很大概率會被改變，那么我們父進(jìn)程是否也是如此呢？
??我們可以看到，每一次重新啟動進(jìn)程，進(jìn)程的id都會改變，但是每次啟動進(jìn)程的時候，進(jìn)程的ppid確是不會改變的，其實我們查看該父進(jìn)程：
??我們看到，該進(jìn)程的父進(jìn)程就是bash，所以 每次啟動時進(jìn)程的父進(jìn)程不會改變。
?進(jìn)程信息中的路徑信息
??我們查看一個普通進(jìn)程的進(jìn)程信息時，會發(fā)現(xiàn) exe 和 cwd 兩項信息，我們可以使用如下命令進(jìn)行查看：
ls /proc/進(jìn)程標(biāo)識符/ -l#進(jìn)程標(biāo)識符為進(jìn)程的id
??這里我們需要關(guān)注到兩個重要信息，cwd 和 exe， exe就不用多說了，就是 可執(zhí)行程序，cwd全稱叫做(current working directory)，表示 當(dāng)前工作目錄。
??其實我們還學(xué)過于此相關(guān)的一個芝士，我們在C語言文件操作那里，有這樣一個函數(shù)：
fopen("file.txt", "w");
??我們都知道，如果在當(dāng)前路徑下沒有這個文件，就會在當(dāng)前路徑下創(chuàng)建這個文件，其實就是在cwd路徑下創(chuàng)建，當(dāng)系統(tǒng)在執(zhí)行C語言代碼時，執(zhí)行到當(dāng)前這行就會拿到進(jìn)程的cwd。
??注意：進(jìn)程只有 運行起來的程序 才可以查看進(jìn)程，所以要查看進(jìn)程，進(jìn)程必須要保證在查看的那一刻進(jìn)程是在運行的。
??但是如果進(jìn)程是在 運行時被干掉 的，此時我們依然可以查看該進(jìn)程的信息狀態(tài)：
??這個時候我們就可以發(fā)現(xiàn)，我們的exe狀態(tài)欄會閃紅，并且在最后會提示該進(jìn)程已經(jīng)刪除。
??但是這里有個疑問：為什么我們把進(jìn)程刪除了還能繼續(xù)運行？
??實際上，我們運行的本質(zhì)就是 把磁盤中的數(shù)據(jù)拷貝一份到內(nèi)存中 來，我們把磁盤中的數(shù)據(jù)刪除了，但是我們內(nèi)存中的數(shù)據(jù)還在，所以還是可以運行的。
??我們上面說，fopen函數(shù)在執(zhí)行到改行的時候會 拿到進(jìn)程的 cwd 然后創(chuàng)建文件，我們不妨做個測試：
1 #include
2 #include
3 #include
4
5 int main()
6 {
7 printf("myself id: %d\n", getpid());
8 FILE *fp = fopen("./test.txt", "w");//當(dāng)前目錄下創(chuàng)建一個文件，
9 if(fp == NULL) return -1;
10
11 fclose(fp);
12
13 sleep(5);//休眠5秒看到結(jié)果
14
15 return 0;
16 }
??通過實驗我們可以看到，確實是在當(dāng)前路徑下創(chuàng)建的文件，但是我們?nèi)绻⒉幌朐诋?dāng)前路徑下創(chuàng)建文件，想要按照自己指定的路徑下來創(chuàng)建文件，我們可以使用 chdir 接口：
??這里的 const char* 表示字符串信息，這個字符串信息是 指定的工作目錄，我們不妨做個實驗：
1 #include
2 #include
3 #include
4
5 int main()
6 {
7 printf("myself id: %d\n", getpid());
8 printf("更改當(dāng)前工作目錄之前\n");
9 sleep(5);
10
11 chdir("home/xzy");//將工作目錄更改為家目錄
12 printf("更改工作目錄之后\n");
13 sleep(5);
14
15 FILE *fp = fopen("./test.txt", "w");
16
17 if(fp == NULL) return -1;
18 fclose(fp);
19 sleep(5);
20
21 return 0;
22 }
??我們使用 chdir 來更改工作目錄，以至于達(dá)成想要的效果。
??更改工作目錄之前：
??更改工作目錄之后：
??由此，也能證明我們經(jīng)常使用的fopen函數(shù)是從進(jìn)程的cwd獲取路徑的。
?創(chuàng)建進(jìn)程
??創(chuàng)建一個進(jìn)程需要使用到 fork 函數(shù)接口：
??fork函數(shù)是用來創(chuàng)建子進(jìn)程的接口，至于到底該如何使用該接口，我們看下面這個例子：
#include
2 #include
3 #include
4
5 int main()
6 {
7 printf("before fork, pid=%d, ppid=%d\n",getpid(),getppid());
8
9
10 fork();
11
12 printf("after fork, pid=%d, ppid=%d\n",getpid(),getppid());
13 return 0;
14 }
??我們在Shell上運行起來可以觀察到：
??運行起來之后，我們發(fā)現(xiàn)，fork之前的打印只執(zhí)行了一次，而fork之后的打印卻執(zhí)行了兩次，多次運行都是這個結(jié)果，說明并不是偶然現(xiàn)象。
??其實，fork()之后是創(chuàng)建了子進(jìn)程，執(zhí)行下面的代碼，這樣就有兩個進(jìn)程，并且都會執(zhí)行fork之后的代碼。但是fork之前的代碼只有父進(jìn)程執(zhí)行。
??證明：fork之后，進(jìn)程ppid（父進(jìn)程id）就是fork之前進(jìn)程的pid。
??fork的返回值
??fork可以創(chuàng)建子進(jìn)程，而要控制子進(jìn)程，就與fork的返回值有關(guān)了。
??fork的返回值是pid_t的一種特殊類型，返回值為0時返回到子進(jìn)程，返回值為子進(jìn)程pid時，返回到父進(jìn)程，如果返回值小于0表示錯誤。也就是說，fork其實有兩個返回值。
?&emps;我們不妨做個實驗驗證一下：
#include
2 #include
3 #include
4
5 int main()
6 {
7 pid_t id = fork();
8 if(id == 0)
9 {
10 printf("this is child process, pid=%d, ppid=%d, forkid = %d\n",getpid(),getppid(),id);
11 }
12 printf("this is parent process, pid=%d, ppid=%d, forkid = %d\n",getpid(),getppid(),id);
13 return 0;
14 }
??根據(jù)實驗結(jié)果來看，fork之后的返回值確實有兩個，返回給父進(jìn)程子進(jìn)程的pid，返回0給子進(jìn)程。至于為什么有兩個返回值，這里我們說不清，現(xiàn)在只需要記住即可，后面我們會詳談。
??子進(jìn)程的用處
??fork創(chuàng)建子進(jìn)程，創(chuàng)建子進(jìn)程的目的一定是為了能夠給我們做更多的事情，做父進(jìn)程以外的事情.
1 #include
2 #include
3 #include
4
5 int main()
6 {
7 printf("before fork, porcess pid=%d, ppid=%d\n",getpid(), getppid());//進(jìn)程創(chuàng)建之前的pid和ppid
8 sleep(3);
9 printf("start fork!\n");
10 sleep(1);
11
12 pid_t id = fork();//開始fork
13
14 if(id < 0)
15 {
16 perror("fork fail!\n");
17 return -1;
18 }
19
20 if(id == 0) {
21 //子進(jìn)程
22 while(1)
23 {
24 printf("after fork, process pid=%d, ppid=%d\n", getpid(), getppid());
25 sleep(1);
26 }
27 }
28 else {
29 //父進(jìn)程
30 while(1)
31 {
32 printf("after fork, process pid=%d, ppid=%d\n", getpid(), getppid());
33 sleep(1);
34 }
35 }
36
37 sleep(1);
38 return 0;
39 }
??這里我們在父子進(jìn)程當(dāng)中都有一個死循環(huán)，我們運行程序：
??不難觀察到子進(jìn)程和父進(jìn)程是在同時運行的，這也驗證了，fork之后創(chuàng)建了一個新的進(jìn)程——子進(jìn)程，與父進(jìn)程同時執(zhí)行。
??我們前面說過，進(jìn)程 = 內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) + 可執(zhí)行程序的代碼和數(shù)據(jù)，而子進(jìn)程能夠執(zhí)行父進(jìn)程代碼的原因，是因為 子進(jìn)程被創(chuàng)建時，是以父進(jìn)程為模版的。子進(jìn)程復(fù)制拷貝了父進(jìn)程屬性字段的大部分屬性。
注意：子進(jìn)程雖然繼承父進(jìn)程的一些屬性信息，但是像進(jìn)程標(biāo)識符（pid）等信息并不會復(fù)制父進(jìn)程。并且代碼只有一份，所以父子進(jìn)程共享代碼。
??再談fork返回值
??前面我們說，fork之后的返回值有兩個，通過上面的實驗我們也可說明fork之后確實同時存在兩個返回值。一個為0，一個為子進(jìn)程pid。
??但是為什么給子進(jìn)程返回0，父進(jìn)程返回pid呢？
??一個父親，可以有多個孩子，而每個孩子，都只有唯一的父親。如果孩子去上學(xué)，生活費不夠了，可以向同一個父親要，而父親也會準(zhǔn)確的給缺錢的兒子發(fā)生活費。 ??進(jìn)程也是如此，因為子進(jìn)程有多個，要想父進(jìn)程準(zhǔn)確無誤的找到子進(jìn)程就需要子進(jìn)程的pid，而子進(jìn)程只有一個父親，并不需要返回特殊值。
??為什么fork會返回兩次呢？
??我們從man手冊里也查過了，fork是個函數(shù)，這個毋庸置疑，既然是函數(shù)，并且有類型，那么就有返回值，類似于：
pid_t fork()
{
//...
//...
return id;
}
??我們在系統(tǒng)中執(zhí)行程序，可執(zhí)行程序變?yōu)檫M(jìn)程，進(jìn)程調(diào)用fork函數(shù)從而創(chuàng)建子進(jìn)程，而fork函數(shù)內(nèi)部，在return 之前，我們的子進(jìn)程就已經(jīng)創(chuàng)建完畢，最后return的只是id值。
??也就是說 在return返回之前，子進(jìn)程已經(jīng)創(chuàng)建出來了，并且和父進(jìn)程同時在執(zhí)行，兩個進(jìn)程返回不同的id值也就能說的過去了！
??為什么接收fork的返回值的變量id既等于0，又大于0呢？
??我們之前說過，電腦里啟動的一個個應(yīng)用軟件就是一個個進(jìn)程，比如你再電腦登陸QQ、打開VS等應(yīng)用，都是進(jìn)程，那么如果你的QQ卡死了，會影響其他軟件嗎？并不會，所以在這里我們可以得到的結(jié)論是：每個進(jìn)程都具有獨立性，互不干擾！
??所以，如果一個進(jìn)程創(chuàng)建了子進(jìn)程，那么 隨意殺掉一個進(jìn)程，是不會影響另外一個進(jìn)程的。我們不妨做一個實驗：
1 #include
2 #include
3 #include
4
5 int main()
6 {
7 printf("before fork, porcess pid=%d, ppid=%d\n",getpid(), getppid());//進(jìn)程創(chuàng)建之前的pid和ppid
8 sleep(3);
9 printf("start fork!\n");
10 sleep(1);
11
12 pid_t id = fork();//開始fork
13
14 if(id < 0)
15 {
16 perror("fork fail!\n");
17 return -1;
18 }
19
20 if(id == 0) {
21 //子進(jìn)程
22 while(1)
23 {
24 printf("after fork, process pid=%d, ppid=%d\n", getpid(), getppid());
25 sleep(1);
26 }
27 }
28 else {
29 //父進(jìn)程
30 while(1)
31 {
32 printf("after fork, process pid=%d, ppid=%d\n", getpid(), getppid());
33 sleep(1);
34 }
35 }
36
37 sleep(1);
38 return 0;
39 }
使用命令：
kill -9 進(jìn)程標(biāo)識符#殺死進(jìn)程的信號
??從運行的結(jié)果來看，殺死一個進(jìn)程確實不會影響另一個進(jìn)程，就算是親如父子的進(jìn)程。
??而我想說明的是，既然父子進(jìn)程各自獨立，而他們又共享代碼區(qū)數(shù)據(jù)區(qū)，那么如果一個進(jìn)程需要更改數(shù)據(jù)時這不就間接影響了另一個進(jìn)程嗎？
??進(jìn)程之間相互獨立沒有問題，當(dāng)兩個進(jìn)程有一個需要修改原始數(shù)據(jù)時，子進(jìn)程就會發(fā)生 寫時拷貝（ Copy-On-Write ，以后會詳談），子進(jìn)程將父進(jìn)程的原始數(shù)據(jù)段復(fù)制下來，這樣兩個進(jìn)程修改數(shù)據(jù)就不會影響彼此了。
??那么我們再考慮那個問題，fork為什么既可以是0又可以是別的數(shù)，fork在返回時返回的操作，就是在對變量進(jìn)行寫入，所以子進(jìn)程會發(fā)生寫時拷貝。
??雖然他們的id（接收fork返回值的變量）都是同一個，但是數(shù)據(jù)卻是不一樣（這里有 虛擬地址 的知識，我們以后會講），所以fork能既可以是0又可以是其他數(shù)就解釋的通了。
???總結(jié)
??通過 系統(tǒng)調(diào)用接口 來獲取父子進(jìn)程的pid。??運行起來的程序是 通過進(jìn)程屬性信息中的 cwd 來獲取路徑信息 的。??創(chuàng)建子進(jìn)程需要使用 fork函數(shù)接口，子進(jìn)程會 繼承父進(jìn)程的部分屬性字段，并且和父進(jìn)程 共享代碼段。??fork能返回兩個不同的數(shù)給同一個變量靠的是 寫時拷貝技術(shù) 和虛擬地址空間。
??創(chuàng)作不易，如果能幫到你的話，還望能留下一個小小的三連呀~~
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