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Linux程序設計入門 系統進程的詳細介紹
1、進程的概念
Linux操作系統是面向多用戶的.在同一時間可以有許多用戶向操作系統發出各種命令.那麼操作系統是怎麼實現多用戶的環境呢? 在現代的操作系統裡面,都有程序和進程的概念.那麼什麼是程序,什麼是進程呢? 通俗的講程序是一個包含可以執行代碼的文件,是一個靜態的文件.而進程是一個開始執行但是還沒有結束的程序的實例.就是可執行文件的具體實現. 一個程序可能有許多進程,而每一個進程又可以有許多子進程.依次循環下去,而產生子孫進程. 當程序被系統調用到內存以後,系統會給程序分配一定的資源(內存,設備等等)然後進行一系列的復雜操作,使程序變成進程以供系統調用.在系統裡面只
有進程沒有程序,為了區分各個不同的進程,系統給每一個進程分配了一個ID(就象我們的身份證)以便識別. 為了充分的利用資源,系統還對進程區分了不同的狀態.將進程分為新建,運行,阻塞,就緒和完成五個狀態. 新建表示進程正在被創建,運行是進程正在運行,阻塞是進程正在等待某一個事件發生,就緒是表示系統正在等待CPU來執行命令,而完成表示進程已經結束了系統正在回收資源. 關於進程五個狀態的詳細解說我們可以看《操作系統》上面有詳細的解說。
2、進程的標志
上面我們知道了進程都有一個ID,那麼我們怎麼得到進程的ID呢?系統調用getpid可以得到進程的ID,而getppid可以得到父進程(創建調用該函數進程的進程)的ID.
#include ＜unistd＞ pid_t getpid(void); pid_t getppid(void);
進程是為程序服務的,而程序是為了用戶服務的.系統為了找到進程的用戶名,還為進程和用戶建立聯系.這個用戶稱為進程的所有者.相應的每一個用戶也有一個用戶ID.通過系統調用getuid可以得到進程的所有者的ID.由於進程要用到一些資源,而Linux對系統資源是進行保護的,為了獲取一定資源進程還有一個有效用戶ID.這個ID和系統的資源使用有關,涉及到進程的權限. 通過系統調用geteuid我們可以得到進程的有效用戶ID. 和用戶ID相對應進程還有一個組ID和有效組ID系統調用getgid和getegid可以分別得到組ID和有效組ID。
#include ＜unistd＞ #include ＜sys/types.h＞ uid_t getuid(void); uid_t geteuid(void); gid_t getgid(void); git_t getegid(void);
有時候我們還會對用戶的其他信息感興趣(登錄名等等),這個時候我們可以調用getpwui
d來得到。
struct passwd { char *pw_name; /* 登錄名稱 */ char *pw_passwd; /* 登錄口令 */ uid_t pw_uid; /* 用戶ID */ gid_t pw_gid; /* 用戶組ID */ char *pw_gecos; /* 用戶的真名 */ char *pw_dir; /* 用戶的目錄 */ char *pw_shell; /* 用戶的SHELL */ }; #include ＜pwd.h＞ #include ＜sys/types.h＞ struct passwd *getpwuid(uid_t uid);
下面我們學習一個實例來實踐一下上面我們所學習的幾個函數:
#include ＜unistd.h＞ #include ＜pwd.h＞ #include ＜sys/types.h＞ #include ＜stdio.h＞ int main(int argc,char **argv) { pid_t my_pid,parent_pid; uid_t my_uid,my_euid; gid_t my_gid,my_egid; struct passwd *my_info; my_pid=getpid(); parent_pid=getppid(); my_uid=getuid(); my_euid=geteuid(); my_gid=getgid(); my_egid=getegid(); my_info=getpwuid(my_uid); printf("Process ID:%ld ",my_pid); printf("Parent ID:%ld ",parent_pid); printf("User ID:%ld ",my_uid); printf("Effective User ID:%ld ",my_euid); printf("Group ID:%ld ",my_gid); printf("Effective Group ID:%ld ",my_egid): if(my_info) { printf("My Login Name:%s " ,my_info-＞pw_name); printf("My Password :%s " ,my_info-＞pw_passwd); printf("My User ID :%ld ",my_info-＞pw_uid); printf("My Group ID :%ld ",my_info-＞pw_gid); printf("My Real Name:%s " ,my_info-＞pw_gecos); printf("My Home Dir :%s ", my_info-＞pw_dir); printf("My Work Shell:%s ", my_info-＞pw_shell); } }
3、進程的創建
創建一個進程的系統調用很簡單.我們只要調用fork函數就可以了.
#include ＜unistd.h＞ pid_t fork();
當一個進程調用了fork以後,系統會創建一個子進程.這個子進程和父進程不同的地方只有他的進程ID和父進程ID,其他的都是一樣.就象符進程克隆(clone)自己一樣.當然創建兩個一模一樣的進程是沒有意義的.為了區分父進程和子進程,我們必須跟蹤fork的返回值. 當fork掉用失敗的時候(內存不足或者是用戶的最大進程數已到)fork返回-1,否則fork的返回值有重要的作用.對於父進程fork返回子進程的ID,而對於fork子進程返回0.我們就是根據這個返回值來區分父子進程的. 父進程為什麼要創建子進程呢?前面我們已經說過了Linux是一個多用戶操作系統,在同一時間會有許多的用戶在爭奪系統的資源.有時進程為了早一點完成任務就創建子進程來爭奪資源. 一旦子進程被創建,父子進程一起從fork處繼續執行,相互競爭系統的資源.有時候我們希望子進程繼續執行,而父進程阻塞直到子進程完成任務.這個時候我們可以調用wait或者waitpid系統調用.
#include ＜sys/types.h＞ #include ＜sys/wait.h＞ pid_t wait(int *stat_loc); pid_t waitpid(pid_t pid,int *stat_loc,int options);
