linux多进程编程(一).pdf

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1、最近因为一个偶然的原因要在linux平台上做一个模拟实验，其中要涉及到多进程的编程，所以特此写一系列的博客来总结一下多进程的编程问题。这一系列文章只适合解linux，并且在Linux下使用C语言写过程序的人。首先进程的概念就多说，所有大凡上过操作系统课的人一定对那一堆堆的图示永生难忘。使用进程前，解一个简单的linux命令“ps”命令，它用来显示当前系统进程：ps效果：psef效果：psax效果：此外还有psl,nice,renice命令及参数，具体的使用用man查询就可以一.启动一个新进程:#inlcudesystem(char*)这个函数可以执行一个新的shell命令，只是启动的新进程将会

2、取代当前进程，也即如果system启动成功，则其之后的代码将会被运行。下面是一个system的例子：运行效果如图所示：二.exec系列函数#includechar*environintexecl(constchar*path,constchar*arg0,.,(char*)0)intexeclp(constchar*file,constchar*arg0,.,(char*)0)intexecle(constchar*path,constchar*arg0,.,(char*)0,char*constenvp)intexecv(constchar*path,char*constargv)intex

3、ecvp(constchar*file,char*constargv)intexecve(constchar*path,char*constargv,char*constenvp)exec系列函数的作用是替换进程的映像，并且其会接受当前进程的所有资源，包括已经打开的文件句柄等等。这一系列函数可以分为两大类，包括以l系列，其接受一个指令路径或者目录，以可变参数，或者一个环境变参数变，但所有参数均需以空指针结尾；第二个系列是v系列，与l系列类似，只是其将可变参数变以数组的形式传递给函数一个exec的示例：1234567891 01 1#i n c l u d e#i n c l u d e v o

4、 i d m a i n()i n t r e s u l t _ c o d e p r i n t f(R u n n i n g p s w i t h s y s t e m n )r e s u l t _ c o d e =s y s t e m(p s a x&)i f(r e s u l t _ c o d e =1 2 7)p r i n t f(c a n t s t a r t a s h e l l )i f(r e s u l t _ c o d e =1)p r i n t f(s t a r t e r r o r )e l s e p r i n t f(r u

5、 n n i n g s u c c e s s )1234567891 01 11 2#i n c l u d e#i n c l u d e#i n c l u d e v o i d m a i n()p r i n t f(e x e c s e r i e s f u n c t i o n s t e s t n )p r i n t f(e x e c v e n )c h a r *c o n s t p s _ a r g v =p s ,a x ,0 c h a r *c o n s t p s _ e n v p =P A T H=/b i n:/u s r/b i n

6、,T E R M=c o n s o l e ,0 e x e c v(/b i n/p s ,p s _ a r g v)?运行效果如图:输入输出重定向：因为exec执行后会保留之前进程的已打开文件句柄，利用这个特性，我们可以写一个小的程序，这种思想是你可以包装一个你根本就知道源代码，只知道功能的程序。比如下面这个upper.c将文件改为大写输出，useupper.c包装它，并为它提供一个文件名参数效果如图：1 3 p r i n t f(D o n e.n )1234567891 01 1#i n c l u d e#i n c l u d e#i n c l u d e i n t m

7、a i n()i n t c h w h i l e(c h =g e t c h a r()!=E O F)p u t c h a r(t o u p p e r(c h)e x i t(0)1234567891 01 11 21 31 41 51 61 71 81 92 02 12 22 32 4#i n c l u d e#i n c l u d e#i n c l u d e i n t m a i n(i n t a r g c,c h a r *a r g v )c h a r *f i l e n a m e i f(a r g c !=2)p e r r o r(a r g u

8、 m e n t s n u m b e r l e s s t h a n 2 n )e x i t(1)f i l e n a m e =a r g v 1 i f(!f r e o p e n(f i l e n a m e,r ,s t d i n)p e r r o r(f i l e r e o p e n f a i l e d n )e x i t(2)e x e c l(./u p p e r ,u p p e r ,0)p e r r o r(p r o g r a m f a i l e d n )e x i t(3)?三.复制进程映像，fork()接下来这个方法就是大名

9、鼎鼎的fork()函数，相信所有使用过，甚至看过linux系列书籍的人都知道这个函数。它会将当前进程分裂成两个完全一样，但是完全独立的进程。有些书上会说用它来创立新进程，但是我觉得用分裂来得贴切，就像生物学中无丝分裂一样，它生成的两个进程除资源和ID同外，其他都一样#include#includepid_tfork(void)错误时返回1；在父进程中返回子进程ID；子进程中返回0，可以依次来区分当前在哪个进程中.下面是一个使用fork打印父子进程的示例1234567891 01 11 21 31 41 51 61 71 81 92 02 12 22 32 42 5#i n c l u d e#

10、i n c l u d e#i n c l u d e#i n c l u d e i n t m a i n()p i d _ t p i d c h a r *m e s s a g e i n t n p r i n t f(f o r k n )p i d =f o r k()s w i t c h(p i d)c a s e 1:p e r r o r(f o r k e r r o r )b r e a k c a s e 0:m e s s a g e=t h i s i s c h i l d n=8 b r e a k d e f a u l t:m e s s a g e=

11、t h i s i s p a r e n t n=3 b r e a k f o r(n 0 n )?效果如图：分裂后父子进程是彼此相互独立运行的，所以要想让父进程等待子进程，只需使用wait()系统调用：#include#includepid_twait(int*stat_val)有关stat_val的详细值建议去百度官网看api文档最好一个简单的示例如下:2 62 72 82 93 0 p u t s(m e s s a g e)s l e e p(1)e x i t(0)1234567891 01 11 21 31 41 51 61 71 81 92 02 12 22 32 42 52

12、 62 72 82 93 03 13 23 33 43 53 63 73 8#i n c l u d e#i n c l u d e#i n c l u d e#i n c l u d e#i n c l u d e i n t m a i n()p i d _ t p i d c h a r *m e s s a g e i n t n i n t e x i t _ c o d e p r i n t f(w a i t t e s t n )p i d =f o r k()s w i t c h(p i d)c a s e 1:p e r r o r(f o r k f a i l e

13、d )e x i t(1)c a s e 0:m e s s a g e =t h i s i s c h i l d n =8 e x i t _ c o d e =3 7 b r e a k d e f a u l t:m e s s a g e =t h i s i s p a r e n t n=5 e x i t _ c o d e =0 b r e a k f o r(n 0 n )p u t s(m e s s a g e)s l e e p(1)i f(p i d !=0)i n t s t a t _ v a l p i d _ t c h i l d _ p i d c h

14、 i l d _ p i d =w a i t(&s t a t _ v a l)?效果如图：四.僵尸进程所谓僵尸进程，是指使用fork后，子进程先于父进程结束，但是因为父子进程间依然有关系，那么子进程实际上会真正意义上终结，如果查看当前进程表，会发现该进程依然存在，且会被标记为/。人为产生僵尸进程也并那么轻松，但是在上面那个等待例子中，如果让子进程先于父进程退出，在父进程结束前调用psal命令后就会发现有这么一个僵尸进程，实现方法如下:3 94 04 14 24 34 44 54 64 74 84 9 p r i n t f(w a i t i n g f o r c h i l d t o

15、 f i n i s h n )i f(W I F E X I T E D(s t a t _ v a l)p r i n t f(c h i l d e x i t c o d e i s%d n ,W E X I T S T A T U S(s t a t _ v a l)e l s e p r i n t f(c h i l d e x i t f a i l e d n )e x i t(e x i t _ c o d e)1234567891 01 11 21 31 41 51 61 71 81 92 02 12 22 32 42 5#i n c l u d e#i n c l u

16、d e#i n c l u d e#i n c l u d e#i n c l u d e i n t m a i n()p i d _ t p i d c h a r *m e s s a g e i n t n i n t e x i t _ c o d e p r i n t f(w a i t t e s t n )p i d =f o r k()s w i t c h(p i d)c a s e 1:p e r r o r(f o r k f a i l e d )e x i t(1)c a s e 0:m e s s a g e =t h i s i s c h i l d n =

17、3 e x i t _ c o d e =3 7 b r e a k d e f a u l t:m e s s a g e =t h i s i s p a r e n t n=1 2 e x i t _ c o d e =0?效果如图:2 62 72 82 93 03 13 23 33 43 53 63 73 83 94 04 14 24 34 44 54 64 74 84 95 0 b r e a k f o r(n 0 n )p u t s(m e s s a g e)i f(n =1 )p r i n t f(c h i l d f i n i s h e d n )s y s t

18、e m(p s a l )s l e e p(1)i f(p i d !=0)i n t s t a t _ v a l p i d _ t c h i l d _ p i d c h i l d _ p i d =w a i t(&s t a t _ v a l)p r i n t f(w a i t i n g f o r c h i l d t o f i n i s h n )i f(W I F E X I T E D(s t a t _ v a l)p r i n t f(c h i l d e x i t c o d e i s%d n ,W E X I T S T A T U S(s t a t _ v a l)e l s e p r i n t f(c h i l d e x i t f a i l e d n )e x i t(e x i t _ c o d e)