fork 函数

fork 函数用于创建一个进程（创建当前调用此函数的子进程）

父进程的fork返回子进程ID ；而子进程的fork返回 0，表示进程创建成功
getpid函数返回调用此函数的进程ID；getppid函数返回调用此函数的父进程ID
getuid函数返回当前进程的实际用户ID；geteuid函数返回当前进程的有效用户ID
在fork之后，父子进程有相同的权利去抢占CPU，并不意味着父进程的优先级一定会比子进程的高，取决于内核所使用的调度算法
fork函数遵循 “读时共享，写时复制” 的原则：如果fork后的代码只有读操作，那么共享同一块物理地址；否则复制一份

循环创建多个进程示例：

用for() { fork(); }循环调用fork函数会创建 2ⁿ - 1 个子进程。正确的方法应该如下：

#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main() {
	pid_t pid;
	int i;
	for (i = 0; i < 5; ++i) {
		pid = fork();
		if (pid == -1) {
			perror("fork error");
			exit(1);
		} else if (pid == 0) {
			break;
		}
	}

	if (i < 5) {
		sleep(i);	// 按创建子进程的顺序打印
		printf("I'm %d child, pid = %u, ppid = %u\n", i+1, getpid(), getppid());
	} else {
		sleep(i);
		printf("I'm parent, pid = %u, ppid = %u\n", getpid(), getppid()); // 这里的ppid是bash/shell
	}
	return 0;
}

在fork以后，父子进程有哪些相同，哪些不同呢？各自独立和共享的又有什么呢？

相同：代码段、堆、栈、用户ID、进程工作目录、信号处理方式等
不同：进程ID、父进程ID、定时器、未决信号集等
全局变量位于data段，父子进程是各自独立的（在做写操作的情况下，否则是共享的）
共享的是文件描述符和mmap建立的映射区

gdb调试多进程程序

gdb在调试时默认跟踪父进程，在gdb中设置fork之后的跟踪进程的方法（要在fork函数调用前设置）是

set follow-fork-mode child
set follow-fork-mode parent

子进程状态（孤儿与僵尸）

孤儿进程：父进程先于子进程结束，则子进程成为孤儿进程，子进程的父进程成为init进程（1号）

僵尸进程：进程终止，父进程尚未回收，子进程0-4G进程地址空间都释放了，但唯独PCB残留在内核中，成为僵尸进程。

僵尸进程不能被kill命令清除，因为kill命令是用来终止进程的，而僵尸进程已经终止。
PCB存在的意义是为了父进程给子进程“收尸”，例如获取子进程的退出状态和导致终止的信号信息

子进程回收

对于已经终止的子进程，它的父进程可以调用 wait 或 waitpid 来获取子进程终止时在内核中残留的PCB信息，然后彻底清除掉这个进程。

1、wait 函数

父进程阻塞，等待子进程退出
回收子进程残留资源
获取子进程结束状态或退出原因

1）进程正常结束：WIFEXITED(status) 为真

WEXITSTATUS(status)，程序正常结束，用该宏函数获取进程的退出状态

2）进程异常终止：WIFSIGNALED(status) 为真

WTERMSIG(status)，程序异常终止，用该宏函数获取导致终止的信号编号

2、waitpid 函数

exec 函数族

作用是在程序中运行一个程序。当一个进程调用其中一个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（.text，.data），从新程序的启动例程（.text第一条指令）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并没有改变

示例：int execlp(const char* file, const char *arg, ...);，命令行参数以NULL结尾

execlp("ls", "ls", "-l", NULL);，第二个参数是argv[0]，第二个以后的参数是传递给可执行程序 ls；使用程序名在PATH环境变量中搜索，有环境变量参与
execl("/bin/ls", "ls", "-l", NULL);，使用参数1给出的绝对路径搜索，没有环境变量参与

使用实例：利用exec函数，将当前系统中的进程信息打印到文件中

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>

int main () {

    int fd = open("ps.out", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0644);
	if (fd < 0) {
		perror("open ps.out error");
		exit(1);
	}
	dup2(fd, STDOUT_FILENO);	// 把参1的文件描述符复制给参2，导致参2指向的文件现在指向参1指向的文件
	execlp("ps", "ps", "ax", NULL);
	perror("exec error");	// exec出错才会执行该语句
	exit(1);
    return 0;
}

来源：CSDN

作者：csdn_dzh

链接：https://blog.csdn.net/CSDN_dzh/article/details/103651974

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