Linux网络编程2——多进程编程

一.进程

1.概念复习

程序：程序(program)是存放在磁盘文件中的可执行文件
进程：程序的执行实例被称为进程(process)。

进程具有独立的权限与职责。
如果系统中某个进程崩溃，它不会影响到其余的进程。
每个进程运行在其各自的虚拟地址空间中，进程之间可以通过由内核控制的机制相互通讯。

进程ID：每个linux进程都一定有一个唯一的数字标识符，称为进程ID(process ID)，进程ID总是一非负整数。

task_struct===》进程表项（进程控制块）

2.main()函数

我们知道：

void main(){}int main()
{return 0;
}

但是main()函数我们或多或少见识过带参数的，比如：

int main(int argc,char *argv[])
{return 0;
}

argc：函数内参数的个数，编译器自动计算传入
argv：函数内的参数都会被当作字符串类型存储到这里，中间默认用空格分隔

启动例程：

启动例程在main()函数执行之前内核就会启动
在编译时，启动例程代码就会和用户写的代码进行编译链接到可执行文件中
启动例程的作用是收集命令行的参数传递给main()函数的argc和argv

3.进程终止方式

正常终止：

从main函数返回
调用exit(标准c库函数)
调用 _exit或 _Exit(系统调用)
最后一个线程从其启动例程返回
最后一个线程调用pthread_exit

异常终止：

调用abort
接受到一个信号并终止
最后一个线程对取消请求做处理响应

4.atexit函数

#include <stdlib.h>
int atexit(void (*function)(void))                 //传入自定义终止函数的函数指针//返回: 若成功则为0，若出铅则为-1
//功能: 向内核登记终止函数

每个启动的进程都默认登记了一个标准的终止函数
终止函数在进程终止时释放进程所占用的一些资源
登记的多个终止函数执行顺序是以栈的方式执行，先登记的后执行。

二.进程控制

1.fork()函数

作用：创建一个子进程

在这里插入图片描述

通过fork()创建的子进程类似于父进程的复制版本，fork()以前的代码子进程虽然也有但已不再执行，而fork()后面的代码父子进程分开执行，从而导致有两个返回值，子进程创建成功则返回0，而父进程则返回创建的子进程的pid。

#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>void term_fun1()
{printf("first term function\n");
}void term_fun2()
{printf("second term function\n");
}int main()
{printf("before fork1\n");printf("before fork2\n");pid_t pid=fork();if(pid<0){perror("fork error\n");exit(1);}else if(pid==0){printf("---child process is created\n");}else if(pid>0){printf("---praent process:my child process is %d\n",pid);}printf("===============================end process\n");
}

结果：

before fork1
before fork2
—praent process:my child process is 10114
===============================end process
—child process is created
===============================end process

先执行父进程，再执行子进程。

2.getpid与getppid

getpid：获取自己的pid号
getppid：获取父进程的pid号

改一下上面代码：

    if(pid<0){perror("fork error\n");exit(1);}else if(pid==0){printf("---child process is created,my_pid:%d,my_prapid:%d\n",getpid(),getppid());}else if(pid>0){printf("---praent process:my child process is %d,my_pid:%d,my_prapid:%d\n",pid,getpid(),getppid());}

3.循环建立n个进程

问题一：

怎么建立n个？
怎么保证顺序？

int main()
{for(int i=0;i<5;i++){if(fork()==0)break;}if(5==i){sleep(5);printf("I'm parent\n");}else{sleep(i);printf("I'm %dth child\n",i+1);}return 0;
}

三.其他函数

1.exec函数族

fork 创建子进程后执行的是和父进程相同的程序(但有可能执行不同的代码分支)，子进程往往要调用一种exec函数以执行另一个程序。当进程调用一种exec函数时，该进程的用户空间代码和数据完全被新程序替换，从新程序的启动例程开始执行。调用 exec 并不创建新进程，所以调用exec前后该进程的 id 并未改变。重点掌握：execl和execlp

—execlp

加载一个进程，借助 PATH 环境变量

int execlp(const char *file, const char *arg, ...);

参数 1：要加载的程序的名字。该函数需要配合 PATH 环境变量来使用，当 PATH 中所有目录搜索后没有参数 1（即环境变量中没有对应的程序）则出错返回。
该函数通常用来调用系统程序。如： ls、date、cp、cat 等命令。“

—execl

加载一个进程，通过路径+程序名来加载。

int execl(const char *path, const char *arg, ...);

对比execlp，如加载"ls"命令带有-1，-F 参数，使用参数1给出的绝对路径搜索。
```
execlp("ls","ls","-l","-F",NULL);
execl("/bin/s","ls","-l","-F",NULL);
```

2.孤儿进程与僵尸进程

孤儿进程：父进程先于子进程结束，则子进程成为孤儿进程，子进程的父进程变为init进程，也可以叫init进程领养孤儿进程。

怎么处理一个孤儿进程：直接kill杀死
僵尸进程：进程终止，父进程尚未回收，子进程残留资源PCB存放在内核中，变成僵尸进程。

怎么处理一个僵尸进程：kill杀死其父进程，使其变为孤儿进程，init进程发现其是僵尸进程后自动被回收。
守护进程：守护进程运行在后台，不跟任何控制终端关联

作用：确保运行程序完整执行

3.wait和waitpid

作用：waitpid同wait，但可以指定pid进程清理

注意：一次wait/waitpid的函数调用，只能回收一个子进程。

语法：

pid_t wait(int *wstatus);
pid_t waitpid(pid_t pid, int *wstatus, int options);

wait函数成功执行返回要终止（回收）子进程的pid；失败则返回-1
wait和waitpid里的int *wstatus参数意思是把回收子进程的状态信息存储到int *所指的内存空间里，这里的状态信息是以宏的方式存储
options：利用进程发送变换的状态进行回收，一般选择WNOHANG
waitpid函数的pid传-1，代表回收任意子进程

代码理解：

wait(NULL);                                //阻塞直至回收任意一个进程
wpid=waitpid(-1,NULL,WNOHANG);             //回收任意子进程，没有结束的子进程，父进程直接返回0
wpid=waitpid(-1,NULL,0);                   //阻塞回收某一子进程