多进程

OVERVIEW

多进程
- - 一、进程创建
  - - 1.创建1个子进程
    - 2.创建多个子进程
  - 二、进程控制
  - - 1.进程结束
    - 2.进程等待
    - 3.子进程操作1
    - 4.子进程操作2
  - 三、进程体系
  - - 1.守护进程
    - 2.进程调度

程序：一种已经编译好的、存在磁盘中的二进制文件（脚本为普通文件）。
进程：运行程序后，程序被调入内存中的状态（程序在内存中的镜像），如果程序够大则可称为应用。
线程：线程是进程内的活动单元，每个线程包含自己的虚拟存储器，包括：栈、进程状态/寄存器、指令指针（在单线程的进程中，进程即线程）。

进程ID—PID：

默认为int16位，其最大值为32768
系统中的第一个进程为system或者init，进程ID为1，故称为1号进程。
0号进程是存在的，当没有其他进程运行时，内核运行的进程id为0，称为空闲进程。
PID的分配：进程ID从1开始递增分配，到最大值后重新开始由最小的未使用的ID开始分配。

一、进程创建

1.创建1个子进程

#include "head.h"

int main() {
	pid_t pid;
	if ((pid = fork()) < 0) {//创建进程
		perror("fork()");
		exit(1);
	}
	//fork在没有出错的情况下有两种返回情况 在父进程中返回子进程的PID 在子进程中返回0
	if (pid == 0 ) {
		printf("I am child , pid = %d, ppid = %d \n", getpid(), getppid());//子进程
	} else {
		printf("I am father my child is %d , pid = %d, ppid = %d, \n", pid, getpid(), getppid());//父进程
	}
	return 0;
}

关于fork写拷贝机制节省资源：创建子进程时，将空间分成很多个页，如果在某页中有写操作则将该页复制进行修改。

2.创建多个子进程

#include "head.h"

int main() {
	int i;
	pid_t pid;
	for (i = 1; i <= 10; ++i) {
		if ((pid = fork()) < 0) {
			perror("fork()");
			exit(1);
		}
		if (pid == 0) break;//如果是子进程退出for循环, 如果是父进程for循环继续
	}
	if (pid == 0) printf("i am the %dth child, pid = %d, ppid = %d \n", i, getpid(), getppid());//输出子进程信息
	else printf("i am the father, pid = %d, ppid = %d \n", getpid(), getppid());//输出父进程信息
	return 0;
}

二、进程控制

1.进程结束

2.进程等待

#include "head.h"

int main() {
	pid_t pid;
	if ((pid = fork()) < 0) {//创建进程
		perror("fork()");
		exit(1);
	}
	//fork在没有出错的情况下有两种返回情况 在父进程中返回子进程的PID 在子进程中返回0
	if (pid == 0 ) {
		printf("I am child , pid = %d, ppid = %d \n", getpid(), getppid());//子进程
	} else {
		wait(NULL);
		printf("I am father my child is %d , pid = %d, ppid = %d, \n", pid, getpid(), getppid());//父进程
	}
	return 0;
}

注：wait能够帮助父进程监控子进程的结束状态，只有子进程结束之后，父进程才会结束。

#include "head.h"

int main() {
	int i;
	pid_t pid;
	for (i = 1; i <= 10; ++i) {
		sleep(1);
		if ((pid = fork()) < 0) {
			perror("fork()");
			exit(1);
		}
		if (pid == 0) break;//如果是子进程退出for循环, 如果是父进程for循环继续
	}
	if (pid == 0) printf("i am the %dth child, pid = %d, ppid = %d \n", i, getpid(), getppid());//输出子进程信息
	else {
		for (int k = 1; k <= 10; ++k) wait(NULL);
		printf("i am the father, pid = %d, ppid = %d \n", getpid(), getppid());//输出父进程信息
	}
	return 0;
}

3.子进程操作1

#include "head.h"

int main() {
	pid_t pid;
	if ((pid = fork()) < 0) {
		perror("fork()");
		exit(1);
	}
	if (pid == 0) {
		execl("/bin/cat", "cat", "2.exec.c", NULL);
	} else {
		wait(NULL);
		printf("i am the father!\n");
	}
	return 0;
}

#include "head.h"

int main() {
	pid_t pid;
	if ((pid = fork()) < 0) {
		perror("fork()");
		exit(1);
	}
	if (pid == 0) {
		execl("/usr/bin/gcc", "gcc", "1.fork.c", "-I", "../common/", NULL);
	} else {
		wait(NULL);
		printf("i am the father!\n");
	}
	return 0;
}

注：调用execl系统调用时，原有的进程空间会被替换出去，替换成需要运行程序的进程空间（代码段部分、数据部分）。

4.子进程操作2

打开一个c文件，
如果文件不存在则新建（用vim打开并编辑），编辑结束保存退出vim，同时编译该文件并执行
如果该文件已经存在，直接编译文件并执行。

#include "head.h"

int main(int argc, char *argv[]) {
	if (argc == 1) {
		fprintf(stderr, "Usage : ./%s filename!\n", argv[0]);
		exit(1);
	}
	//1.打开当前文件夹opendir 读文件夹下的文件readdir
	int flag = 0;
	DIR *dirptr;
	dirptr = opendir(".");
	struct dirent *dir;
	while ((dir = readdir(dirptr)) != NULL) {
		if (!strcmp(dir->d_name, argv[1])) flag = 1;//文件存在则flag置位1
	}
	//2.如果文件不存在则新建文件 并使用vim打开进行编辑
	pid_t pid;
	if (flag == 0) {
		int fd;
		if ((fd = open(argv[1], O_RDWR | O_CREAT, 0644)) < 0) {
			perror("open");
			exit(1);
		}
		if ((pid = fork()) < 0) {
			perror("fork1");
			exit(1);
		}
		if (pid == 0) {//子进程vim打开文件并进行编辑
			execl("/usr/bin/vim", "vim", argv[1], NULL);
		}
	}
	wait(NULL);
	//3.编译并执行文件
	if ((pid = fork()) < 0) {
		perror("fork2-1");
		exit(1);
	}
	if (pid == 0) {
		execl("/usr/bin/gcc", "gcc", argv[1], "-o", "target.out", NULL);//编译文件
	} else {
		wait(NULL);
		if ((pid = fork()) < 0) {
			perror("fork2-2");
			exit(1);
		}
		if (pid == 0) {
			execl("./target.out", "target.out", NULL);//执行文件
		} else {
			wait(NULL);
		}
	}
	return 0;
}