Unix环境高级编程笔记：8、进程控制

1、进程标识符

    每个进程都有一个非负整型表示的唯一进程ID。

    ID为0的进程通常是调度进程，常常被称为交换进程（swapper）。

    ID为1通常是init进程，在自举过程结束时由内核调用。该进程文件在/etc/init

 

    #include <unistd.h>

    gid_t getegid(void); 获取有效用户ID

    uid_t geteuid(void);

    git_t getgid(void);

    uid_t getuid(void);  获取真实用户ID

 

2、fork

    #include <unistd.h>

    pid_t fork(void);        返回值：子进程中返回0，父进程中返回子进程ID，出错返回-1

    fork函数被调用一次，但返回2次，二次返回的唯一区别是子进程返回值是0，而父进程的返回值是新子进程的进程ID。 

 

    子进程和父进程继续执行fork调用之后的指令。子进程是父进程的副本。例如，子进程获得父进程数据空间、堆和栈的副本。

    父、子进程并不共享这些存储空间部分，父、子进程共享正文段。

 

#include <stdio.h>

#include <unistd.h>

#include <stdlib.h>

 

int glob = 6;

char buf[] = "a write to stdout\n";

 

int main(int argc, char **argv) {

int var;

pid_t pid;

 

var = 88;

 

if(write(STDOUT_FILENO,buf,sizeof(buf)-1) != sizeof(buf)-1) {

fprintf(stdout,buf);

exit(1);

}

printf("before fork");

 

if((pid = fork()) <0) {

printf("fork error");

} if(pid == 0) {

glob++;

var ++;

} else {

sleep(2);

}

printf("pid = %d,glob = %d,var = %d\n",getpid(),glob,var);

exit(0);

}

 

 

3、wait和waitpid函数

    当一个进程正常或异常终止时，内核就向其父进程发送SIGCHLD信号。因为子进程终止是个异步事件。

 

    调用wait或waitpid进程可能发生什么情况：

    a）如果其所有子进程都还在运行，则阻塞。

    b）如果一个子进程已经终止，正等待父进程获取其终止状态，则取得该子进程的终止状态立即返回。

    c）如果它没有任何子进程，则立即返回

 

    #include<sys/wait.h>

    pid_t wait(int *statloc);

    pid_t waitpid(pid_t pid,int *statloc,int options);

    返回值：成功返回进程ID，或出错则返回-1

    两个函数的区别：

    a）在一个子进程终止前，wait使其调用者阻塞，而waitpid有一个选项，可使调用者不阻塞。

    b）waitpid并不等待在其调用之后的第一个终止子进程，它有若干个选项，可以控制它所等待的进程。

 

    这二个函数的参数statloc是一个整形指针，如果statloc不是一个空指针，则终止进程的终止状态就存放在它所指向的单元内。如果不关心终止状态，则可以

    将该参数指定为空指针。

 

    检查wait和waitpid所返回的终止状态的宏

    WIFEXITED(status)

    WIFSIGNALED(status)

    WIFSTOPPED(status)

    WIFCONTINUED(status)

 

    打印进程终止状态

    

#include <stdio.h>

#include <unistd.h>

#include <stdlib.h>

#include <sys/wait.h>

 

void pr_exit(int status) {

if (WIFEXITED(status)) {

printf("normal termination,exit status   %d\n", WEXITSTATUS(status));

} else if (WIFSIGNALED(status)) {

printf("abnormal termination,signal number = %d%s\n", WTERMSIG(status),

#ifdef WCOREDUMP

WCOREDUMP(status) ? "(core file generated)" : "");

#else

"");

#endif

} else if(WIFSTOPPED(status)) {

printf("child stopped,signal nuber=%d\n",WSTOPSIG(status));

}

}

 

int main(int argc, char **argv) {

pid_t pid;

int status;

if((pid = fork()) <0) {

printf("fork error");

} else if(pid == 0) {

exit(7);

}

 

if(wait(&status) != pid) {

printf("wait");

}

pr_exit(status);

 

exit(0);

}

 

    

如果一个进程有几个子进程，那么只要一个子进程终止，wait就返回。

 

waitpid函数返回终止子进程的进程ID，并将该子进程的终止状态存放在由statloc指向的存储单元中。

pid==-1        等待任一子进程，就这一方面而言，waitpid与wait等效。

pid > 0          等待其进程ID与pid相等的子进程。

pid == 0        等待其组ID等于调用进程组ID的任一子进程。

pid < -1        等待其组ID等于pid绝对值的任一子进程。

 

常量	说明
WCONTINUED   WHOHANG   WUNTTRACED	若实现支持作业控制，那么由pid指定的任一子进程在暂停后已经继续，但其状态尚未报告，则返回其状态   若由pid指定的子进程并不是立即可用的，则waitpid不阻塞，此时其返回0   若某实现支持作业控制，而由pid指定的任一子进程处理于暂停状态，并且其状态自暂停以来还未报告过，则返回 其状态

 

 

    waitpid函数区别于wait

    a）waitpid可等待一个特定的进程，而wait则返回任一终止子进程的状态

    b）waitpid提供了一个wait的非阻塞版本

    c）waitpid支持作业控制

 

 

4、waitid

5、wait3 wait4

 

6、竞争条件

    当多个进程都企图对共享数据进行某种处理，而最后的结果又取决于进程运行的顺序时，则我们认为这发生了竟争条件(race condition)

 

7、exec函数

    当进程调用exec函数时，该 进程执行的程序完全替换为新程序，而新程序则从其main函数开始执行。

    因为调用exec并不创建新进程，所以前后进程的进程ID并未改变。

    exec只是用一个全新的程序替换了当前进程的正文、数据、堆和栈段。

 

    用fork可以创建新进程，用exec可以执行新程序。exit函数和二个wait函数处理终止和等待终止。这些是我们需要的基本的进程控制原语

 

    

#include <unistd.h>

execl

execv

execle

execve

execlp

execvp

返回值 ：若出错则返回-1，若成功则不返回值

 

8、更改用户ID和组ID

    在UNIX系统中，特权是基于用户和组ID的。

    当程序需要增加特权，或需要访问当前并不允许访问的资源时，我们需要更换自己的用户ID或组ID，使得新ID具有合适的特权或访问权限。

 

    在设计应用程序时，我们总是试图使用最小特权模型。   

#include <unistd.h>

setuid

setgid

 

9、system   

#include <stdlib.h>

int system(const char *cmdstring);

 

 

10、用户标识

#include <unistd.h>

char *getlogin(void);

 

找到运行该程序的用户登录名：可以调用 getpwuid(getuid())

 

getpwnam 在口令文件中查找用户的相应记录，确定其登录shell