一、进程控制理论基础

1.进程：进程是一个具有一定独立功能的程序的一次运行活动。
2.特点

v动态性

v并发性

v独立性

v异步性

3.状态

4.进程ID

进程ID（PID)：标识进程的唯一数字

父进程的ID（PPID)

启动进程的用户ID（UID）

5.进程互斥

进程互斥是指当有若干进程都要使用某一共享资源时，任何时刻最多允许一个进程使用，其他要使用该资源的进程必须等待，直到占用该资源者释放了该资源为止。

6.临界资源

操作系统中将一次只允许一个进程访问的资源称为临界资源。

7.临界区

进程中访问临界资源的那段程序代码称为临界区。为实现对临界资源的互斥访问，应保证诸进程互斥地进入各自的临界区。

8.进程同步

一组并发进程按一定的顺序执行的过程称为进程间的同步。具有同步关系的一组并发进程称为合作进程，合作进程间互相发送的信号称为消息或事件。

9.进程调度

概念：按一定算法，从一组待运行的进程中选出一个来占有CPU运行。

调度方式：

•  抢占式

•  非抢占式

10.调度算法

v先来先服务调度算法

v短进程优先调度算法

v高优先级优先调度算法

v时间片轮转法

11.死锁

多个进程因竞争资源而形成一种僵局，若无外力作用，这些进程都将永远不能再向前推进。

 

二、进程控制编程

1.获取ID

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

例：getpid.c (演示)

#include <stdio.h>

#include <unistd.h>

#include <stdlib.h>

int main(void)

{

printf( "PID = %d\n", getpid() );

printf( "PPID = %d\n", getppid() );

return 0;

}

2.进程创建-fork

#include <unistd.h>

pid_t fork(void)

功能：创建子进程

1.fork的奇妙之处在于它被调用一次，却返回两次，它可能有三种不同的返回值：在父进程中，fork返回新创建的子进程的PID；

2.在子进程中，fork返回0；如果出现错误，fork返回一个负值

例：fork1.c（演示）

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

main()

{

pid_t pid;

/*此时仅有一个进程*/

pid=fork();

/*此时已经有两个进程在同时运行*/

if(pid<0)

printf("error in fork!");

else if(pid==0)

printf("I am the child process, ID is %d\n",getpid());

else

printf("I am the parent process,ID is %d\n",getpid());

}

在pid=fork()之前，只有一个进程在执行，但在这条语句执行之后，就变成两个进程在执行了，这两个进程的共享代码段，将要执行的下一条语句都是if(pid==0)。 两个进程中，原来就存在的那个进程被称作“父进程”，新出现的那个进程被称作“子进程”，父子进程的区别在于进程标识符（PID）不同。

进程创建—思考运行结果？

#include <unistd.h>

#include <stdio.h>

int main(void)

{

pid_t pid;

int count=0;

pid = fork();

count++;

printf( “count = %d\n", count );

return 0；

}

输出：

count = 1

count = 1

count++被父进程、子进程一共执行了两次，为什么count的第二次输出为什么不为2？子进程的数据空间、堆栈空间都会从父进程得到一个拷贝，而不是共享。在子进程中对count进行加1的操作，并没有影响到父进程中的count值，父进程中的count值仍然为0。

3.进程创建-vfork

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

pid_t vfork(void)

功能：创建子进程。

示例

#include <unistd.h>

#include <stdio.h>

int main(void)

{

pid_t pid;

int count=0;

pid = vfork();

count++;

printf( “count = %d\n", count );

return 0；

}

4.fork PK vfork

区别：

1.  fork:子进程拷贝父进程的数据段

vfork:子进程与父进程共享数据段

2.  fork:父、子进程的执行次序不确定

vfork:子进程先运行，父进程后运行

5.exec函数族

 

exec用被执行的程序替换调用它的程序。

区别：

fork创建一个新的进程，产生一个新的PID。

exec启动一个新程序，替换原有的进程，因此进程的PID不会改变。

5.1.execl

#include<unistd.h>

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

参数：

path：被执行程序名（含完整路径）。

arg1 – argn: 被执行程序所需的命令行参数，含程序名。以空指针（NULL）结束。

例：execl.c（演示）

#include<unistd.h>

main()

{

execl(“/bin/ls”,”ls”,”-al”,”/etc/passwd”,(char * )0);

}

5.2execlp

#include<unistd.h>

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

参数：

path：被执行程序名（不含路径，将从path环境变量中查找该程序）。

arg1 – argn: 被执行程序所需的命令行参数，含程序名。以空指针（NULL）结束

例：execlp.c（演示）

#include<unistd.h>

main()

{

execlp(”ls”,”ls”,”-al”,”/etc/passwd”,(char *)0);

}

5.3.execv

#include<unistd.h>

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

参数：

path：被执行程序名（含完整路径）。

argv[]: 被执行程序所需的命令行参数数组。

例：execv.c（演示）

#include <unistd.h>

main()

{

char * argv[ ]={“ls”,”-al”,”/etc/passwd”,(char*)0};

execv(“/bin/ls”,argv);

}

5.4.system

#include <stdlib.h>

int system( const char* string )

功能：

调用fork产生子进程，由子进程来调用/bin/sh -c string来执行参数string所代表

的命令。

6.进程等待

#include <sys/types.h>

#include <sys/wait.h>

pid_t wait (int * status)

功能：阻塞该进程，直到其某个子进程退出。

示例：

#include<unistd.h>

#include<stdlib.h>

 

voidmain()

{

pid_tpc,pr;

pc=fork();

if(pc==0)

{

printf("Thisis a child process with pid of %d\n",getpid());

sleep(5);

}

elseif(pc>0)

{

pr=wait(NULL);

printf("Icatched a child process with pid of %d\n",pr);

}

exit(0);

}