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>
|
vpid_t getpid(void) |
获取本进程ID。 |
|
vpid_t getppid(void) |
获取父进程ID。 |
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);
}