运维|Linux的进程控制服务器|linux

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编程环境：xshell(点击下载）
所示代码：码源
运维|Linux的进程控制
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提示：写完文章后，目录可以自动生成

文章目录

准备
前言
一、fork()函数
- 初识fork()函数
- 写时拷贝
二、进程的终止
- 进程退出的场景
- 进程退出的方法
- exit()和_exit()的区别
- 小结
三、进程等待
- wait等待
- waitpid等待
- 子进程的退出状态信息（status）
- 代码
四、进程替换
- 替换原理
- 替换函数
五、简易版Xshell的实现
结语

前言

本文将将讲解关于进程控制的基本知识！！！

提示：以下是本篇文章正文内容
一、fork()函数在linux中fork函数时非常重要的函数，它从已存在进程中创建一个新进程。新进程为子进程，而原进程为父进程
初识fork()函数

头文件引用：#include 格式：pid_t fork(void); 返回值：自进程中返回0，父进程返回子进程id，出错返回-1。

进程调用fork，当控制转移到内核中的fork代码后,内核做:

分配新的内存块和内核数据结构给子进程

将父进程部分数据结构内容拷贝至子进程

添加子进程到系统进程列表当中

fork返回，开始调度器调度

当一个进程调用fork之后，就有两个二进制代码相同的进程。而且它们都运行到相同的地方。但每个进程都将可以开始它们自己的旅程。
代码如下:

#include 2 #include 3 int main() 4 { 5pid_t id = fork(); 6if(0 == id) 7{ 8printf("I am a child,pid:%d\n",getpid()); 9} 10else{ 11printf("I am father,pid:%d\n",getpid()); 12} 13return 0; 14 }

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写时拷贝通常，父子代码共享，父子再不写入时，数据也是共享的，当任意一方试图写入，便以写时拷贝的方式各自一份副本。
如见下图：

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二、进程的终止进程退出的场景

代码运行完毕，结果正确

代码运行完毕，结果不正确

代码异常终止

进程退出的方法正常终止（可以通过 echo $? 查看进程退出码）

一般正常进程正常终止的退出码为0

return 返回

exit() 函数返回

_exit()函数返回
查看退出码的含义
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异常终止:

ctrl + c :信号终止>代码如下（示例）：

exit()和_exit()的区别

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小结

1.main函数中的return返回的参数表示退出码
2.exit在任意位置调用，表示退出，参数是退出码
3._exit表示强制终止程序,不行进程后续的收尾工作，比如说刷新缓存区等。

三、进程等待 wait等待

#include #include pid_t wait(int*status); 返回值：成功返回被等待进程pid，失败返回-1。参数：输出型参数，获取子进程退出状态,不关心则可以设置成为NULL

waitpid等待

pid_ t waitpid(pid_t pid, int *status, int options); 返回值：当正常返回的时候waitpid返回收集到的子进程的进程ID；如果设置了选项WNOHANG,而调用中waitpid发现没有已退出的子进程可收集,则返回0；如果调用中出错,则返回-1,这时errno会被设置成相应的值以指示错误所在；参数： pid： Pid=-1,等待任一个子进程。与wait等效。 Pid>0.等待其进程ID与pid相等的子进程。 status: WIFEXITED(status): 若为正常终止子进程返回的状态，则为真。（查看进程是否是正常退出） WEXITSTATUS(status): 若WIFEXITED非零，提取子进程退出码。（查看进程的退出码） options: WNOHANG: 若pid指定的子进程没有结束，则waitpid()函数返回0，不予以等待。若正常结束，则返回该子进程的ID。

子进程的退出状态信息（status）

wait和waitpid，都有一个status参数，该参数是一个输出型参数，由操作系统填充。

如果传递NULL，表示不关心子进程的退出状态信息。

否则，操作系统会根据该参数，将子进程的退出信息反馈给父进程。

status不能简单的当作整形来看待，可以当作位图来看待，具体细节如下图（只研
研究status低16比特位)

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代码

int main() 8 { 9pid_t id = fork(); 10if(id == 0) 11{ 12//child 13int cnt = 3; 14while(cnt) 15{ 16printf("child[%d] is runing; cnt is %d\n",getpid(),cnt); 17cnt--; 18sleep(1); 19} 20exit(1); 21} 22sleep(5); 23int status = 0; 24while(1) 25{ 26//wait(NULL) 27//waitpid(-1,NULL,0) 和上面的等待进程一样，父进程等待任意一个子进程 28pid_t ret = waitpid(id,&status,WNOHANG); //0表示阻塞等待，WNOHANG表示非阻塞等待 29if(ret == 0) 30{ 31//子进程没有退出，但是waitpid等待是成功的，需要父进程重复等待 32printf("Do father things\n"); 33} 34else if(ret > 0) 35{ 36//子进程退出了,waitpid也等待成功了,获得了对应的结果 37printf("fahter wait: %d, success, status exit code: %d, status exit signal: %d\n", ret, (status>>8)&0xFF, status&0x7F); 38//WIFEXITED（status) 若为正常终止子进程返回的状态，则为真。（查看进程是否是正常退出） 39//WEXITSTATUS(status): 若WIFEXITED非零，提取子进程退出码。（查看进程的退出码） 40break; 41} 42else{ 43perror("waitpid"); 44break; 45} 46 }

四、进程替换替换原理

用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

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替换函数其实有六种以exec开头的函数,统称exec函数:

#include `int execl(const char *path, const char *arg, ...); int execlp(const char *file, const char *arg, ...); int execle(const char *path, const char *arg, ...,char *const envp[]); int execv(const char *path, char *const argv[]); int execvp(const char *file, char *const argv[]); int execve(const char *path, char *const argv[],char *const envp[]);

这些函数原型看起来很容易混,但只要掌握了规律就很好记

命名理解：

l（list）：参数使用命令行参数的形式

v（verctor）：参数使用数组的形式

p（path）：自动索引环境变量PATH，只需要传递指定的文件即可

e（env）：表示维护自己的变量

代码案例：

1 #include .h> 2 #include 3 #include .h> 4 #include /wait.h> 5 int main() 6 { 7if(fork() == 0) 8{ 9//child 10printf("command begin ...\n"); 11//char* argv[] = { 12//"ls", 13//"-a", 14//"-l", 15//"-i", 16//NULL 17//}; W> 18char* argv[] = { W> 19"myexe", 20NULL 21}; 22char* env[] = { W> 23"MYENV=hhhhhhhhhhh", W> 24"MYENV1=dhjalkdhlad", 25NULL 26}; 27// execv("/usr/bin/ls",argv); 28//execvp("ls",argv); 29//execl("./myexe","myexe",NULL); 30// execve("./myexe",argv,env); 31execle("./myexe","myexe",NULL,env); 32printf("command end ...\n"); 33exit(1); 34} 35waitpid(-1,NULL,0); 36printf("wait child success\n"); 37return 0; 38 }

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输出结果:

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五、简易版Xshell的实现

#include 2 #include.h> 3 #include 4 #include.h> 5 #include/wait.h> 6 7 #define NUM 128 8 #define CMD_NUM 64 9 10 int main() 11 { 12char command[NUM]; 13for(; ; ) 14{ 15char* argv[CMD_NUM] = {NULL}; 16//打印提示符 17command[0] = 0; //用这种方式可以清空字符串 18printf("[who@myhostname mydir]# "); 19fflush(stdout); 20//获取字符串 21fgets(command,NUM,stdin); 22command[strlen(command) - 1] = '\0'; 23//ls -l -a \n 最后敲得时候会有一个回车符号需要去掉 24 25//ls -a -l 26//3.解析代码 27const char* sep = " "; 28argv[0] = strtok(command,sep); 29int i = 1; W> 30while(argv[i] = strtok(NULL,sep)) 31{ 32i++; 33} 34//检查命令是否是需要shell本身取执行，内键命令 35if(strcmp(argv[1],"cd") == 0) 36{ 37if(argv[1] != NULL) 38{ 39chdir(argv[1]); 40continue; 41} 42} 43//5.执行第三方命令 44if(fork() == 0) 45{ 46//child 47execvp(argv[0],argv); 48exit(1); 49} 50int status = 0; 51waitpid(-1,NULL,0); 52printf("exit code: %d\n", (status >> 8)&0xFF); 53} 54return 0; 55 }