LinuxC创建回收进程fork、exec、wait、waitpid函数的理解

1. fork 

  int pid = fork();
  if (pid == -1 ) {//返回-1,说明fork失败
    perror("fork");
    exit(1);
  } else if (pid > 0) {//返回子进程pid,说明是父进程

  } else if (pid == 0) {//返回0,说明是子进程
  }

  fork出来的子进程和父进程相同的是:全局变量、.data、.text、堆、栈、环境变量、工作目录、宿主目录、信号处理方式等

  不同的是:进程id,父进程id,定时器,未决信号集

  1-1)父子进程共享文件描述符:

    int test_share_fd() {
      int fd = open("test_share_fd.txt", O_CREAT | O_RDWR, 0777);//在fork之前open的文件,共享fd以及文件指针offset
      if (fd == -1)
      {
        perror("open file error");
        exit(EXIT_FAILURE);
      }
      int pid = fork();//在fork之后open的文件,共享fd,但不共享文件指针offset
      if (pid == -1)
      {
        close(fd);
        perror("fork error");
        exit(EXIT_FAILURE);
      }
      if (pid == 0)
      {//child
        char* p = "hello,share fd from child";
        write(fd, p, strlen(p));
        close(fd);
      }
      else {//parent
        wait(NULL);
        char buf[512];
        lseek(fd, 0, SEEK_SET);
        int size = read(fd, buf, sizeof(buf));
        buf[size] = 0;
        printf("fd from parent:%s ", buf);
        close(fd);
      }
      return 0;
    }

  1-2)父子进程共享内存mmap

    int test_share_mmap() {
      int len = 100;
      char* filename = "test_share_mmap_temp";
      int fd = open(filename, O_CREAT | O_RDWR, 0777);
      if (fd == -1)
      {
        perror("open file error");
        exit(EXIT_SUCCESS);
      }
      ftruncate(fd, len);
      char* p = mmap(NULL, len, PROT_READ | PROT_WRITE, MAP_SHARED, fd, 0);
      if (p == MAP_FAILED)
      {
        perror("mmap error");
        exit(EXIT_FAILURE);
      }
      int pid = fork();
      if (pid == -1)
      {
        munmap(p, len);
        perror("fork error");
        exit(EXIT_FAILURE);
      }
      if (pid == 0)
      {
        strcpy(p, "hello,share mmap from child");
      }
      else {
        wait(NULL);
        printf("mmap from parent:%s ", p);
      }
      munmap(p, len);
      unlink(filename);
      return 0;
    }

2. exec

    execl,execle用于执行一个可执行文件的,比如test.exe文件
    execlp用于执行一个命令行指令的,比如ls -l

    int execl(const char *path, const char *arg, ... , NULL);//按路径查找,执行一个文件
      //execl("/bin/ls", "ls", "-l", "-a", NULL);
      //char* path = "/home/ubuntu/app/test.exe"; execl(path, path, "argv1", "argv2", NULL);

    int execle(const char *path, const char *arg, ... , NULL, char * const envp[] */);//同execle
      //char* _path = "/home/ubuntu/app/test.exe";
      //char* _env[] = { "k1=v1","k2=v2",NULL };使用自定义env,不使用默认的extern char** environ;
      //execle(_path, _path, "-l", "-a", NULL, _env);

    int execlp(const char *file, const char *arg, ... , NULL);//按PATH查找,执行一个命令
    //execlp("ls", "ls", "-l", "-a", NULL);

    以下三个exec函数和上面三个类似,上面三个是可变参数传参,以下三个使用数组传参。但是,不管哪种都是需要NULL作为结束符的。

    int execv(const char *path, char *const argv[]);
    int execvp(const char *file, char *const argv[]);
    int execvpe(const char *file, char *const argv[],char *const envp[]);

   上面六个exec都是linux c函数库的标准函数,在man手册第三章,man 3 execle 即可查看。它们最终都会调用execve这个系统函数,execve函数在man手册第二章。

3
. wait,waitpid
  孤儿进程:父进程已死,子进程还在,此时子进程就是孤儿进程。子进程的父进程变为init进程,俗称进孤儿院。
  僵死进程:父进程还在,子进程已死而且没被回收,这个已死的子进程就是僵死进程。(注意:前提是父进程还在,如果父进程都死了,父子进程都会被回收,就不存在僵死进程了)
  僵死进程如何回收?父进程通过wait,waitpid函数回收呀。
  pid_t wait(int &status);//阻塞等待子进程退出,回收子进程pcb等残留资源,获取子进程退出状态码
    status为传出参数,子进程的退出状态码,该方法堵塞等待。   pid_t
waitpid(pid_t pid, int &status, int options);
    pid>0:回收指定的子进程,比如pid=1000,表示回收进程id为1000的那个子进程(进程id)
    pid=0:回收和调用waitpid同一进程组的任一子进程
    pid=-1:回收任一进程组的任一子进程,等价于wait函数
    pid<-1:回收指定进程组的任一子进程,比如pid=-1000,表示回收进程组id为1000的任一子进程(进程组id)

  status状态码说明:
    if (WIFEXITED(status))//正常退出     {       printf("child exit normal,exit code:%d ", WEXITSTATUS(status));//正常退出状态码     }     else if (WIFSIGNALED(status))//异常退出     {       printf("child term error,term code:%d ", WTERMSIG(status));//导致异常退出的状态码     }     else if (WIFCONTINUED(status))//从挂起状态继续运行     {       printf("child continue running");     }     else if (WIFSTOPPED(status))//从运行状态挂起暂停     {       printf("child stop running,stop code:%d ", WSTOPSIG(status));//导致暂停的状态码     }
  
  options有三个可选值:WCONTINUED,WNOHANG,WUNTRACED
  wait是堵塞方法,waitpid可以设置为非堵塞。当options为WNOHANG时为非堵塞,此时waipid返回0表示还没有可回收的子进程,大于0表示回收的子进程。
  一次wait或者waitpid调用只能回收一个子进程,所以一般使用do{}while()循环调用。

原文地址:https://www.cnblogs.com/yongfengnice/p/11874335.html