进程

程序和进程

程序就是一堆指令和数据的集合，这个集合反映在了一个静态可执行文件和相关的配置文件等。

操作系统可以运行多个程序。实际上，CPU的执行是很快的，而待运行的程序很多，那么为了让操作系统运行多个程序，CPU会把它的执行时间划分成很多段，比如每一段是0.1秒，那么就可以这样A程序运行0.1秒，然后B程序运行0.1，然后C程序运行0.2秒，因为这个切换很快，所以我们感觉程序是同时运行的。

从操作系统上来看，运行程序就指的是一个进程，因为存在切换，所以进程管理了很多资源，比如：打开的文件、挂起的信号、进程状态、内存地址空间等等，也就是说进程参与了CPU的调度，管理了所有资源。

更详细的来说，现代计算机的CPU执行速度非常快，使用一个进程参与调度时，频繁地从CPU的寄存器和进程堆栈的保存运行状态和对应的信息都很耗时，所以现代CPU将进程仅仅作为一个资源管理的东西，而引入线程作为CPU调用的基本单位，多个线程可以共享同一进程的所有资源。

要注意的是，程序并不是进程，实际上两个或多个进程不仅有可能执行同一程序，而且还有可能共享地址空间等资源。

Linux内核通过一个被称为进程描述符的task_struct结构体来管理进程，这个结构体包含了一个进程所需的所有信息。它定义在/include/linux/sched.h中。

---

创建进程

fork()

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main()
{
    pid_t fpid;//fpid接收fork函数返回的值
    int count=0;
    fpid=fork();
    if (fpid < 0)
        printf("error in fork!");
    else if (fpid == 0) {
        printf("i am the child process, my process id is %d\n",getpid());
        printf("I’m children\n");
        count +=2;
    }
    else {
        printf("i am the parent process, my process id is %d/n",getpid());
        printf("I’m parent.\n");
        count++;
    }
    printf("统计结果是: %d\n",count);
    return 0;
}

说明:

调用fork后，会创建一个子进程，父子进程都从fork处开始执行，fork函数有两个返回值，父进程会返回子进程的pid>0,子进程pid=0。

传统的linux操作系统以统一的方式对待所有的进程,子进程复制父进程所拥有的所有资源，这种方法使得创建进程非常慢，因为子进程需要拷贝父进程的所有的地址空间。

现代的操作系统，主要以下如下三种方式进行处理：

• 写时复制(需要不同的值)。
• 轻量级进程允许父子进程共享每进程在内核的很多数据结构，比如地址空间、打开文件表和信号处理。
• vfork系统调用创建的进程能共享其父进程的内存地址空间，为了防止父进程重写子进程需要的数据，阻塞父进程的执行，一直到子进程退出为止。

---

销毁进程

exit()

#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
    pid_t fpid;//fpid接收fork函数返回的值
    int count=0;
    int status = 0;

    fpid=fork();
    if (fpid < 0)
        printf("error in fork!\n");
    else if (fpid == 0) {
        printf("i am the child process, my process id is %d\n",getpid());
        printf("I’m children\n");
        count +=2;
        exit(-10);
    }
    else {
        printf("i am the parent process, my process id is %d\n",getpid());
        printf("I’m parent.\n");
        count++;
    }
    printf("统计结果是: %d\n",count);
    //父进程捕捉子进程的状态
    wait(&status);
    printf("parent: status: %d\n", WEXITSTATUS(status));
    return 0;
}