linux程式設計之程序控制

（一）fork

#include pid_t fork(void);

返回值：有兩個，乙個是子程序的id,另乙個為零。當返回值為0時，進入子程序,大於0進入父程序，返回-1時建立程序錯誤。子程序與父程序的比較：

（1）子程序與父程序的程序id不同。且父程序id不同。

（2）記憶體布局：子程序是父程序的副本，其中子程序的資料空間，堆，棧是父程序的副本，但是共享真正文段。

（3）執行順序：子程序與父程序執行順序不確定，取決於核心所使用的排程演算法。

（4）檔案共享：父程序所有開啟的檔案描述符都會賦值到子程序，父程序與子程序每個相同的開啟檔案描述符共享乙個檔案表項。即子程序操作檔案直接影響父程序對該檔案的操作，最明顯的是檔案偏移量收到影響。其圖如下所示：

例如：

#include #include #include int main()
else if( pid == 0 )
wait();
printf("parent: x = %d y = %d\n",x,y);
return 0;
}

fork的使用場景：

（1）父程序希望複製自己，使得父程序和子程序同時執行不同的**段，即在網路服務中是最常見的，父程序等待客戶端的服務請求，當請求到來時，父程序fork乙個子程序來處理子程序的請求，這時父程序可以繼續等待下乙個服務請求。

（2）使得子程序執行乙個不同的程式，需要fork乙個子程序，在此子程序中執行exec執行新的程式。

（二)vfork函式

#include #include pid_t vfork(void);

返回值為：與fork幾乎相同與fork函式的不同：

（1）vfork一般是建立乙個程序來執行exec函式，即執行乙個新的程式。

（2）vfork中，子程序不將父程序的位址空間完全複製到子程序中，其子程序在父程序空間中執行。

（3）vfork保證子程序先執行，父程序等待子程序執行完成後在再執行。

（4）vfork子程序的資源與父程序是共用的，因此父程序中變數經過子程序的對其的改變則父程序也會改變。

例如：

//注意與上個fork的例子進行比較
#include #include #include int main()
else if( pid == 0 )
wait();
printf("parent : x = %d y = %d\n",x,y);
return 0;
}

(三)wait函式

#include #include pid_t wait(int *status);

該函式的都是等待子程序的退出，如果成功返回退出程序的id，如果出錯返回-1。

（1）呼叫wait函式

（2）獲得終止狀態

例如：

#include #include #include #include void pr_exit(int status)
else if( wifsignaled(status) ) //判斷該子程序是否異常終止
else if( wifstopped(status) )//子程序暫停
}int main()
else if( pid == 0 )
if( wait(&status) != pid )
pr_exit(status); 
if( ( pid = fork()) == -1 )
else if( pid == 0 )
if( wait(&status) != pid )
pr_exit(status)； 
if( ( pid = fork()) == -1 )
else if( pid == 0 )
if( wait(&status) != pid )
pr_exit(status)；
return 0;
}

注意：如果有多個子程序退出，而需要等待特定的子程序退出時，可以使用wait的返回值與某個期望的id比較。(三)waitpid函式

#include #include pid_t  waitpid(pid_t   pid,   int   *status,   int
options);

該函式的都是等待特定子程序的退出，如果成功返回退出程序的id，如果出錯返回-1。（1）呼叫waitpid函式

（2）獲得終止狀態與wait相同

（四）exec函式

#include extern char **environ;
int execl(const char *path, const char *arg, ...);
int execv(const char *path, char *const argv);
int execle(const char *path, const char *arg, 
..., char * const envp);
int execlp(const char *file, const char *arg,
...);
int execvp(const char *file, char *const argv);
int execvpe(const char *file, char *const argv,
char *const envp);

（1）當程序呼叫exec函式時，exec並不建立新的程序，前後id不改變，該程序執行的程式被完全替代為exec新程式，新的程式從main函式開始執行，exec只是用磁碟上的乙個新的程式替換了當前程序的證正文段，資料段，堆段和棧段。（2）函式區別：

例如：

#include #include #include char * env_init = ;
int main()
else if( pid == 0 )
}if( waitpid( pid,null,0) != pid )
if( (pid = fork()) == -1 )
else if( pid == 0 )
}return 0;
}

（五）典型的程序

（1）孤兒程序

產生原因：父程序終止，子程序會被init程序收養，此時的子程序就是孤兒程序。

產生過程：程序終止時，核心逐個檢查所有活動程序，以判斷他是否是正要終止程序的子程序，如果是，則該程序的父程序，id就更改為1，這樣就保證了每個程序的都有乙個父程序。

（2）僵死程序

產生原因：乙個程序已經終止，但是其父程序，尚未對其進行善後處理（獲取終止子程序的有關資訊，釋放他仍占用的資源）的程序被稱為僵死程序。父程序沒有等待取得子程序的終止狀態。

避免方法：核心為每個終止子程序儲存了一定量的資訊，所以當終止程序的父程序呼叫wait或waitpid時，可以得到這些資訊，這些資訊包括程序id,程序的終止狀態，以及程序使用的cpu時間總量。

注意：如果乙個孤兒程序終止時會成為僵死程序麼？：其實是不會的，原因為init程序中的子程序終止時，init會呼叫乙個wait函式取得其終止狀態，這樣可以防止產生僵死程序。

例如：

#include #include #include int main()
else if( pid == 0 )
else 
return 0;
}

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Linux程序控制程式設計之fork wait

LINUX環境程式設計之程序控制（上）

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Linux程序控制程式設計之fork wait

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