目录
- 一、进程创建
- 1.fork
- 2.vfork
- 二、进程终止
- 三、进程等待
- 四、进程替换
- 1.理解程序替换
- 2.子进程在程序替换中的作用
Linux的进程控制分为四部分:
- 进程创建
- 进程终止
- 进程等待
- 进程替换
一、进程创建
常见的创建进程的函数有两个:
- pid_t fork(void)
- pid_t vfork(void)
这两个函数的实现方式有所不同,其中我们最常用的还是frok函数。
1.fork
fork函数以写时拷贝的方式创建一个子进程,子进程复制父进程的pcb、虚拟空间、页表。因此父子进程代码共享,但数据独享,互不干涉。
2.vfork
vfrok函数创建子进程,子进程只复制父进程的pcb,虚拟内存和页表是父子进程共用的。
二、进程终止
进程终止就是终止一个进程,也就是退出进程。但进程的退出也是分情况的,分为正常退出和异常退出:
- 正常退出:运行了exit、_exit、return语句导致的退出
- 异常退出:程序出错导致的退出
正常退出就是程序员在代码中规定的,规定程序运行到这里就应该退出,因此使用了exit、_exit、return来控制进程在合适的位置退出,这种退出是在人为的控制下发生的,因此是正常退出。
异常退出则是程序在运行时,发生了预料之外的错误,比如对空指针进行解引用等错误操作,这些错误操作使得程序崩溃退出,是不属于人为控制的,因此是异常退出。
三、进程等待
什么是进程等待?
(1)父进程创建子进程后,等待子进程退出,子进程退出后,父进程获取子进程的退出返回值,释放子进程的资源,避免僵尸进程产生。因为僵尸进程产生的原因就是:子进程先于父进程退出,通知父进程后,父进程没有处理子进程的后事,导致子进程变成了僵尸进程。
(2)为了避免父进程没有接收到子进程的退出通知,从而产生僵尸进程。父进程创建子进程后,就一直等待子进程的退出通知,子进程一退出,父进程就马上处理,避免僵尸进程的产生。这就是进程等待。
常用来实现进程等待的函数有两个:
- pid_t wait(int *stat_loc);
- pid_t waitpid(pid_t pid, int *stat_loc, int options);
这两个函数都可以用来处理退出的子进程,它们的详细使用放在了另一篇文章。
四、进程替换
1.理解程序替换
什么是进程替换?
假如此时系统正在运行A程序,这样就有A程序对应的pcb,然后操作系统把另一个程序B从硬盘加载到内存中,让A程序的pcb断开与A程序的联系,去操作B程序,同时修改进程的页表映射信息,更改为新程序的数据,这就是进程替换。(程序替换后,pcd的ID是不变的,因为并没有新创建pcb,使用的还是原来的pcb)
如下图:此时运行的是A程序,页表、虚拟空间、pcb中都是A程序的相关信息。
如下图:加载B程序到内存中。
如下图:进程pcb不再控制A程序,而是去控制B程序。并且将页表、虚拟空间初始化为B程序的相关信息,同时pcb中也会修改一些对应的信息。
2.子进程在程序替换中的作用
(1)父进程创建子进程后,最能体现子进程价值的就是程序替换。刚开始接触子进程时,我们只是通过创建子进程后,父子进程的函数返回值来区分父子进程,区分后让父子进程进入不同的代码分支执行程序。
(2)但这样总感觉有点浪费子进程,因为作为一个代码分支来说,它所能包含的程序自然不能过多,否则整个程序就显得臃肿或复杂。但是如果不能包含过多的程序,也就意味着代码分支并不能实现太过复杂的功能。这样就不太过瘾,有点浪费子进程的性能。
(3)所以我们可以将要实现的功能,单独做成一个程序,让子进程进行程序替换后去运行这个程序,这样不但让代码不臃肿,还让代码的功能更强大。所以程序替换才是子进程的最佳选择。
程序替换常使用的函数都在exec函数簇中,关于它们的使用会在另一篇文章讲到。