D1 - 进程编程及守护进程

西红柿爆炒鸡蛋 2021-07-14

718

第一讲 (了解)

程序	磁盘上的指令与数据 (静态)
进程	执行程序所分配的资源 (动态) = 静态的程序代码跑起来就是进程如下图,同一个程序在2个终端分别运行一次就算运行两次,就是两个进程
进程类型	前台进程 (平时普通的./a.out)= 程序在前台跑起来后台进程 (./a.out & 运行时在后面加取地址符'&'就能让程序在后台运行)= 程序在后台跑起来,但是不能接收前台的任何数据守护进程 = 一直在后台运行的进程
进程状态	正在运行准备运行=就绪运行起来后,突然中断进行等待停止态僵尸态=已经结束的进程,但是pcb没有释放
进程控制块pdb	包含进程身份证PID 进程属于哪个用户进程状态,优先级当前进程打开了哪些文件=文件描述符表 ......

第二节 (掌握熟练)

| 后台进程相关命令 | |--|--| | jobs 查看后台进程
fg 将后台进程切换到前台运行
bg将前台进程切换到后台运行
ctrl + z 暂停进程
//注:(由于后台进程无法直接暂停,需要先切换到前台进程进行暂停,再切换到后台继续后台运行)

第三讲

3.1 创建子进程 fork() 与结束进程 exit(0)

结束进程不等于释放进程资源,父进程在判断到子进程exit(0)结束进程后,父进程才会判断到子进程

子进程就算盗版的父进程,两者几乎一样,但是盗版的没有正名,还是有进程号,子进程需要正版的父进程对其进行回收

子进程就是父进程完全copy一份出来就是子进程,但是他们是两个独立的互不影响的进程,父子进程的进程号PID不一样,每个进程结束后,必须由父进程进行回收,如果父进程先结束,子进程成为孤儿进程(孤儿进程没排面,不能在前台运行,所有变成后台进程),,被init进程(进程号=1)收养;但是如果父进程没有先结束,但是却没有对结束的子进程进行回收,那么子进程就会狂暴变成僵尸进程,要避免

子进程如何开始运行? 答:父进程从main函数开始运行,当父进程在10行代码处使用fork函数创建了子进程后,此时PC指向第11行代码,父子进程都从第11行开始向下执行

fork返回值是pid_t类型是一个特殊的int类型 1:当判断到当前进程是父进程,pid_t的值就是被创建的进程的进程号,>0 2:当判断到当前进程就是被创建的子线程,那么就返回0 3:如果没有子线程没有创建成功,那么pid_t的值就是<0

getpid() 获取当前进程的进程号
父进程多次调用fork可以创建多个子进程
子进程也能调用fork创建孙子进程😂
exit结束进程时,会将进程中流的缓冲区刷新/推出

 10 在父线程中创建子线程,并且查看两个线程的pid进程号
 11 ================================================================*/
 12 #include <stdio.h>
 13 #include <string.h>
 14 #include <stdlib.h>
 15 #include <strings.h>
 16 #include <unistd.h>
 17 #include <unistd.h>
 18 main()
 19 {
 20         printf("进入main\n");
 21         pid_t Mypid;
 22
 23         Mypid = fork(); 创建子进程
 24
 25         printf("创建进程\n");
 26         printf("\nMypid = %d",Mypid);  打印子进程的进程号
 27
 28         if(Mypid<0)
 29         {
 30                 perror("\n创建线程出错！");
 31         }
 32         else if(Mypid==0)
 33         {
 34                 printf("\n子进程的进程号=%d\n",getpid()); 获取当前进程的进程号
 35         }
 36         else if(Mypid>0)
 37         {
 38                 printf("\n父进程的进程号=%d",getpid()); 获取当前进程的进程号
 39         }
 40
 41         exit(0);  退出进程
 42 }

==>>结果
farsight@ubuntu:~/Desktop$ ./a.out
进入main
创建进程

Mypid = 4609
创建进程
父进程的进程号=4608
Mypid = 0
子进程的进程号=4609

第四讲

4.1 exec函数族之execl函数

注意execl,execlp,execv,execvp,这四个函数都是一个功能,效果都一样,
只需要掌握一个最简单的execl就ok

execl函数不是excel那个软件,😂
exec能切换到另一个程序,配合子进程可以让父子进程执行不同的程序,解决了子进程与父进程执行一样程序的尴尬
execl函数执行指定切换的程序

在上面代码的基础上,创建了子进程后,在子进程运行hello.c编译后的名为hello的可执行文件
 11 ================================================================*/
 12 #include <stdio.h>
 13 #include <string.h>
 14 #include <stdlib.h>
 15 #include <strings.h>
 16 #include <unistd.h>
 17 #include <unistd.h>
 18 main()
 19 {
 20         printf("进入main\n");
 21         pid_t Mypid;
 22
 23         Mypid = fork(); 创建子进程
 24
 25         printf("创建进程\n");
 26         printf("\nMypid = %d",Mypid);  打印子进程的进程号
 27
 28         if(Mypid<0)
 29         {
 30                 perror("\n创建线程出错！");
 31         }
 32         else if(Mypid==0)
 33         {
 34                 printf("\n子进程的进程号=%d\n",getpid()); 获取当前进程的进程号
 35
 36                 int ret = execl("/home/farsight/Desktop/hello","这是参数1","这是参数2",NULL);
 37                 execl函数第一个参数是要被执行的可执行文件的目录
 38                 execl函数中间的若干参数是要向被执行的main程序传递什么参数，不传就写NULL
 39                 execl函数最后一个参数写NULL
 40
 41                 if(ret == -1){ execl的返回值=-1，代表程序运行失败！
 42                         perror("\n程序运行失败！");
 43                 }
 44         }
 45         else if(Mypid>0)
 46         {
 47                 printf("\n父进程的进程号=%d",getpid()); 获取当前进程的进程号
 48         }
 49
 50         exit(0);  退出进程
 51 }
 11
================================================================*/
 12 #include <stdio.h>
 13 #include <string.h>
 14 #include <stdlib.h>
 15 #include <strings.h>
 16
 17 void main(int argc,char **argv)
 18 {
 19
 20         printf("\n进入hello.c");
 21         printf("\n%s",argv[0]);
 22         printf("\n%s",argv[1]);
 23 }
  ================================================================*/
结果:
farsight@ubuntu:~/Desktop$ ./a.out
进入main
创建进程

Mypid = 5266
父进程的进程号=5265创建进程

Mypid = 0
子进程的进程号=5266
farsight@ubuntu:~/Desktop$
进入hello.c
这是参数1
这是参数2
================================================================*/

4.2 system函数 system函数 = fork函数 + execl函数 + wait函数

system函数是fork创建子进程函数与execl运行程序函数,这两个函数的结合体,他能够自动创建子进程,并且运行程序,但是不能对程序进行传参,直到子进程结束后,也会自动释放子进程,释放完后父进程才开始继续运行

 11 ================================================================*/
 12 #include <stdio.h>
 13 #include <string.h>
 14 #include <stdlib.h>
 15 #include <strings.h>
 16 #include <unistd.h>
 17 #include <unistd.h>
 18 main()
 19 {
 20         printf("进入main\n");
 21         system("/home/farsight/Desktop/hello");
 22
 23         exit(0);  退出进程
 24 }
 11 ================================================================*/
 12 #include <stdio.h>
 13 #include <string.h>
 14 #include <stdlib.h>
 15 #include <strings.h>
 16
 17 void main(int argc,char **argv)
 18 {
 19
 20         printf("\n进入hello.c");
 21 }

================================================================
结果:
farsight@ubuntu:~/Desktop$ ./a.out
进入main

进入hello.c
================================================================

第四讲结论
{
    1:如果子进程打开的程序需要进行传参,就只能用fork先创建子进程,
    再用execl来运行程序,进行传参

    2:如果子进程对打开的程序不需要进行传参,只是运行该程序,
    就直接用system函数就ok特别特别方便!
}

第五讲回收子进程

>>前面介绍了结束进程与创建子进程,还没介绍子进程如何被父进程的回收

5.1 wait函数

wait功能: 1>>等待子进程结束后,将其回收 2>>如果没有结束,父进程就等待其结束,再进行回收 3>>如果父进程下有多个子进程,就需要调用多次wait来回收,wait优先回收先结束的子进程

WIFEXITED = W IF EXIT ED 功能函数名功能拆解:W=wait();IF如果;EXIT离开;ED: 根据wait函数,依据子进程返回值,判断子进程是否正常结束

wait回收成功时返回回收的子进程的进程号>0：失败时返回EOF/-1
由于释放子进程返回子进程的PID与子进程的main的return的返回值;所以wait函数的返回值接收PID,参数用来接收main的return 值

wait函数接收到子进程返回的值后有下面四种处理函数

WIFEXITED宏	判断子进程是否正常结束
WEXITSTATUS宏	获取子进程的返回值
WIFSIGNALED宏	判断子进程是否被信号结束
WTERMSIG宏	在WIFSIGNALED宏的基础上,获取结束子进程的信号类型

 10 在父进程中创建子进程,当子进程exit退出后,父进程用wait将其回收,打印回收的子进程的进程号,并用宏根据返回值判断是否回收成功
 11 ================================================================*/
 12 #include <stdio.h>
 13 #include <string.h>
 14 #include <stdlib.h>
 15 #include <strings.h>
 16 #include <unistd.h>
 17 #include <unistd.h>
 18 #include <sys/types.h>
 19 #include <sys/wait.h>
 20 void main()
 21 {
 22         pid_t son_pid = 0;  接受子进程的进程号
 23
 24         int son_return = 0; 接受子进程返回的return值
 25         printf("进入main\n");
 26
 27         pid_t pid;
 28
 29         创建子进程
 30         pid = fork();
 31
 32         if(pid <0 )
 33         {
 34                 perror("\nfork error");
 35         }
 36         else if(pid == 0)
 37         {
 38                 printf("\n进入子进程");
 39                 运行程序
 40                 execl("/home/farsight/Desktop/hello",NULL,NULL);
 41         }
 42         else if(pid > 0)
 43         {
 44                 printf("\n当前进程为父进程");
 45         }
 46         等待子进程结束后，将其回收
 47         son_pid = wait(&son_return);
 48         if(son_pid==-1)
 49         {
 50                 perror("\nwait error : ");
 51         }
 52         打印父进程获取到的子进程的进程号与返回值
 53         printf("\nson_pid = %d \nson_return = %d",son_pid,son_return);
 54         if(WIFEXITED(son_return) == 1)
 55         {
 56                 printf("\n子进程正常结束！");
 57         }
 58
 59         exit(0);  退出进程
 60 }
 11 ================================================================*/
 12 #include <stdio.h>
 13 #include <string.h>
 14 #include <stdlib.h>
 15 #include <strings.h>
 16
 17 int main(int argc,char **argv)
 18 {
 19
 20         printf("\n子进程>>进入hello.c");
 21
 22         printf("\n子进程进程号%d\n",getpid());
 23         return 88;
 24         exit(-1);
 25
 26 }

================================================================*/
结果:
farsight@ubuntu:~/Desktop$ ./a.out
进入main



子进程>>进入hello.c
子进程进程号3659
当前进程为父进程
son_pid = 3659
son_return = 22528
子进程正常结束！farsight@ubuntu:~/Desktop$

5.2 waitpid函数

waitpid函数与wait函数都是释放子进程,唯一的区别的waitpid是回收指定进程

 11 ================================================================*/
 12 #include <stdio.h>
 13 #include <string.h>
 14 #include <stdlib.h>
 15 #include <strings.h>
 16 #include <unistd.h>
 17 #include <unistd.h>
 18 #include <sys/types.h>
 19 #include <sys/wait.h>
 20 void main()
 21 {
 22         pid_t son_pid = 0;  接受子进程的进程号
 23
 24         int son_return = 0; 接受子进程返回的return值
 25         printf("进入main\n");
 26
 27         pid_t pid;
 28
 29         创建子进程
 30         pid = fork();
 31
 32         if(pid <0 )
 33         {
 34                 perror("\nfork error");
 35         }
 36         else if(pid == 0)
 37         {
 38                 printf("\n进入子进程");
 39                 运行程序
 40                 execl("/home/farsight/Desktop/hello",NULL,NULL);
 41         }
 42         else if(pid > 0)
 43         {
 44                 printf("\n当前进程为父进程");
 45         }
 46
 47
 48         等待子进程结束后，将其回收
 49
 50         pid:代表回收子进程的进程号
 51         son_return接受返回指
 52         0代表阻塞式，父进程一直等待子进程结束
 53         son_pid = waitpid(pid,&son_return,0);
 54         if(son_pid==-1)
 55         {
 56                 perror("\nwait error : ");
 57         }
 58         打印父进程获取到的子进程的进程号与返回值
 59         printf("\nson_pid = %d \nson_return = %d",son_pid,son_return);
 60         if(WIFEXITED(son_return) == 1)
 61         {
 62                 printf("\n子进程正常结束！");
 63         }
 64
 65         exit(0);  退出进程
 66 }

 11 ================================================================*/
 12 #include <stdio.h>
 13 #include <string.h>
 14 #include <stdlib.h>
 15 #include <strings.h>
 16
 17 int main(int argc,char **argv)
 18 {
 19
 20         printf("\n子进程>>进入hello.c");
 21
 22         printf("\n子进程进程号%d\n",getpid());
 23         return 88;
 24         exit(-1);
 25
 26 }
 11 ================================================================*/
结果:
farsight@ubuntu:~/Desktop$ ./a.out
进入main



子进程>>进入hello.c
子进程进程号3891
当前进程为父进程
son_pid = 3891
son_return = 22528
子进程正常结束！

第六讲守护进程

守护进程	守护进程是Lnux三种进程类型之一守护进程属于特殊后台进程(不依赖终端),一直在后台运行,不会影响其他进程守护进程周期性的执行某种任务
问:守护进程合适启动?	答守护进程在跟随linux系统启动而启动,跟随linux系统关闭而关闭,所以叫守护进程
问:守护进程有什么应用?	答:众多TCP/IP的通信协议都是以守护进程的方式进行运行
------
· Linux用会话,进程组来管理全部的进程
--	--
每个父进程被分配到一个进程组,父进程下的子进程也属于这个进程组
·用户打开一个终端就是打开一个会话,会话包含多个进程组。所有在该终端运行的进程都属于该会话,当终端关闭时,会话也关闭,进而该会话里面的所有前台,后台进程全部关闭

6.1 守护进程的创建

| 步骤1:创建一个孤儿进程(先在父进程中创建子进程,再率先把父进程exit关掉)| |-|-| |步骤2:步骤1过后,这个孤儿进程依然依附于该终端所打开的会话,需要在孤儿进程中自己setsid();创建一个会话,这样孤儿进程就是该会话的第一个进程也就是会话组长,脱离了原来的会话,孤儿进程独立了变成了守护进程; |步骤3:最后我们还没有为会话设置工作路径,使用chdir("/tmp") (/tmp目录专门存放守护进程会话)为守护进程的会话设置工作路径就ok |步骤4:由于守护进程是很特殊的协议类进程,我们需要将守护进程umask(0);对文件的操作的权限设置为最高| |步骤5:由于守护进程最开始是子进程,子进程会继承父进程所打开的文件,由于我们的守护进程脱离了终端,stdin/stdout/stderr这些流不能写入文件了,所以我们需要将守护进程最开始继承父进程的所有文件全部关闭,使用getdtablesize()查看打开的文件个数,使用close(x)进行关闭文件

创建守护进程，每隔2秒将hello word!字符串写入文件mytext.txt
 11 ================================================================*/
 12 #include <stdio.h>
 13 #include <string.h>
 14 #include <stdlib.h>
 15 #include <strings.h>
 16 #include <unistd.h>
 17 #include <unistd.h>
 18 #include <sys/types.h>
 19 #include <sys/wait.h>
 20 void main()
 21 {
 22         /***********************************创建守护进程*******************    ******/
 23         int i;
 24
 25         pid_t hood_pid;  //子进程的进程号
 26
 27         hood_pid = fork();  //创建子进程
 28         if(hood_pid>0)
 29         {
 30                 printf("当前是父进程\n");
 31                 exit(0);  //父进程关闭，将子进程沦为孤儿进程
 32         }
 33         else if(hood_pid == 0)
 34         {
 35
 36                 printf("当前是子进程\n");
 37                 //孤儿进程创建自己的回话成为守护进程
 38                 setsid();
 39
 40                 //为回话设置工作路径
 41                 chdir("/tmp");
 42                 //设置守护进程的文件操作权限
 43                 umask(0);
 44                 //关闭所有由父进程继承的已经打开的文件
 45                 for(i=0;i<getdtablesize();i++)
 46                 {
 47                         close(i);
 48                 }
 49
 50                 /*********************文件操作**********************/
 51                 FILE *fp;
 52                 fp = fopen("mytext.txt","a+");
 53                 if(fp == NULL)
 54                 {
 55                         perror("\n文件创建error");
 56                         exit(0);
 57                 }
 58                 else
 59                 {
 60                         while(1)
 61                         {
 62                                 fprintf(fp,"hello word!\n");
 63                                 fflush(fp);
 64                                 sleep(2);
 65                         }
 66
 67                 }
 68         }
 69
 70         else if(hood_pid <0)
 71         {
 72                 perror("创建子进程错误");
 73         }
 74 }
 ================================================================*/

farsight@ubuntu:~/Desktop$ ./a.out

当前是父进程
当前是子进程

 运行结果:我们运行父进程后,在父进程中创建了子进程后,将父进程退出,然后我们可以在终端会话中看见父进程退出,
 我们打开./tmp这个专门存放守护进程的目录,发现了我们创建的mytext.txt文件,我们可以看见hello word被持续写入文件中,
 代表我们的守护进程创建成功,守护进程一直脱离终端被运行

注意:

EOF = -1

数据库

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