linux學習之進程式控制制

進程相關概念

一、進程式控制制的理論基礎：在作業系統是這樣定義的，進程是一個具有一定獨立功能的程式的一次運行活動。一個程式在啟動並執行時候就叫做進程

二、進程有以下幾個特點：

1、動態性：程式是靜態，當運行起來的時候就是動態進程

2、並發性：多個進程同時運行

3、獨立性：進程之間之間是獨立的

4、非同步性：進程之間也是非同步

三、進程三態圖如下：思考進程被建立後的狀態？何種情況轉為運行、阻塞狀態？

四、進程ID

進程ID（PID)：標識程的唯一數字，父進程的ID（PPID)，啟動進程的使用者ID （UID ）

五、進程互斥

進程互斥是指當有若干進程都要使用某一共用資源時，任何時刻最多允許一個進程使用其他要使用該資源的進程必須等待，直到佔用該資源者釋放了該資源為止。

六、臨界資源：

作業系統中將一次只允許一個進程訪問的資源稱為臨界資源。

七、臨界區：

進程中訪問臨界資源的那段程式碼稱為臨界區。為實現對臨界資源的互斥訪問，應保證諸進程互斥地入各自的臨界區。

八、進程同步：

一組並發進程按一定的順序執行的過程稱為進程間的同步。具有同步關係的一組並發進程稱為合作進程，合作進程間互相發送的訊號稱為訊息或事件。

九、進程調度：

進程調度是指按一定演算法，從一組待啟動並執行進程中選出一個來佔有CPU運行。

1、 調度方式：搶佔式和非搶佔式。搶佔式還在啟動並執行進程被迫停止。非搶佔式還在啟動並執行等待運行完。

2、 調度演算法:  先來先服務調度演算法

短進程優先調度演算法 ：短進程優先就是指佔用CPU已耗用時間短的進程優先

高優先順序優先調度演算法

              時間片輪轉法：是指將CPU劃分出來的時間輪流給幾個進程運行（進程不會運行完）。

十、死結的概念

多個進程因競爭資源而形成一種僵局，若無外力作用，這些進程都將永遠不能再向前推進。

進程編程

一、擷取進程的ID

父進程：產生當前啟動並執行進程的進程

子進程：父進程建立進程

擷取當前進程的ID函數vpid_t getpid(void)

擷取父進程的ID函數vpid_t getppid(void)

實驗程式如下

PID為當前進程的id，而PPID是當前進程的父進程！

二、建立進程

進程建立使用fork函數pid_t fork(void)

功能：建立子進程

     fork的奇妙之處在於它被調用一次，卻返回兩次，它可能有三種不同的傳回值：

1.在父進程中，fork返回新建立的子進程的PID；

2.在子進程中，fork返回0；

3.如果出現錯誤，fork返回一個負值

進程建立程式如下

3、 進程使用執行個體2

在進程中

使用fork建立的子進程和父進程的程式碼片段是共用的，但是資料區段是獨立的！所以上面程式列印的語句應該是！

子進程的資料空間、堆棧空間都會從父進程得到一個拷貝，而不是共用。在子進程中對count行加1的操作，並沒有影響到父進程中的count值，父進程中的count值仍然為0。

4、 pid_t vfork(void)函數和fork函數的區別

區別：

 1.  fork:子進程拷貝父 程的資料區段，堆棧。

     vfork:子進程與父進程共用資料區段，堆棧、程式碼片段。

 2.  fork:父、子 程的執行次序不確定

     vfork:子進程先運行，父進程後運行

5、 exec函數族

 exec用被執行的程式替換調用它的程式。

區別：

fork建立一個新的進程，產生一個新的PID。

exec啟動一個新程式，替換原有的進程，因此進程的PID不會改變。

 1. #include<unistd.h>

int execl(const char * path,const char * arg1, ....)

參數：

   path：被執行程式名（含完整路徑）。 arg1 – argn: 被執行程式所需的命令列參

   數，含程式名。以null 指標 （NULL ）結束。

程式如下

2．#include<unistd.h>

int execlp(constchar * path,const char * arg1, …)

參數：

   path：被執行程式名（不含路徑，將從 path環境變數中尋找該程式）。

   arg1 – argn: 被執行程式所需的命令列參數，含程式名。以null 指標 （NULL ）結束。

程式如下：

3. #include<unistd.h>

int execv (const char * path, char * const argv[ ])

參數：

   path：被執行程式名 （含完整路徑）。

   argv[ ]: 被執行程式所需的命令列參數數組。

程式如下：

6、 系統函數 System 函數

#include <stdlib.h>

int system( const char* string )

功能：

  調用fork產生子進程，由子進程來調用 /bin/sh -c string來執行參數string所代表

System函數會自己產生一個子進程！！！

7、 進程等待

#include <sys/types.h>

#include <sys/wait.h>

pid_t wait (int * status)

功能：

阻塞該進程，直到其某個子進程退出。它返回的是子進程的ID

程式如下：

如果首先運行子進程，那麼列印第一條語句後進入睡眠3秒!  在這3秒內轉而運行父進程

父進程一開始進入等待，等待3秒一過然後執行子進程直到退出子進程，然後繼續執行父進程！