C语言超详细分析多进程的概念与使用
1.多进程相关概念
1.1什么是进程
1.2进程和程序有什么区别
1.3进程的组成
1.4进程的种类
1.5什么是进程的PID
1.6特殊PID的进程
1.7进程的状态
二.进程实例
2.1进程的拷贝
2.2进程创建的实例
2.3执行没有先后循序
2.4进程创建的实例(父子进程内存空间问题)
2.5使用多进程创建三个进程
2.6使用多进程进行拷贝文件
三.什么是孤儿进程与僵尸进程
3.1僵尸进程
3.2孤儿进程
四，守护进程的创建
4.1守护进程的创建
4.2步骤图
4.3代码实现
1.多进程相关概念 1.1什么是进程进程：程序的一次执行过程就会产生一个进程。进程是分配资源的最小单位（0-3G）。
进程就是一个正在执行的任务。进程是一个动态的过程，它有生命周期随着程序的运行
开始，随着程序结束而消亡。每个进程都有自己的独立的运行的空间，比如每个进程都有
自己的文件描述符，每个进程都拥有自己的缓冲区。只要用户执行了一个程序，在内核空间
就会创建一个task_struct的结构体，这个结构体就代表当前的进程。进程运行产生的所有
的信息都被放到这个结构体中保存着。
1.2进程和程序有什么区别程序：程序是经过编译器编译生成的二进制文件，程序在硬盘上存储。程序是静态的，没有生命
周期的概念程序本身不会分配内存。
进程：程序的一次执行过程就会创建一个进程，进程是动态的，有生命周期。进程运行的时候会
分配0-3G的内存空间。进程在内存上存储。
1.3进程的组成进程是由三个部分组成的：进程的PCB（task_struct）,（程序段）文本段，数据段。
1.4进程的种类交互进程：这种进程维护以一个终端，通过这个终端用户可以和进程进程交互。
例如：文本编辑器
批处理进程：这种进程优先级比较低，运行的时候会被放到一个运行的队列中。
随着队列的执行，而逐渐执行。
例如gcc编译程序的时候这个进程就是批处理进程。
守护进程：守护进程就是后台运行的服务，随着系统的启动而启动，随着系统的终止而终止。
例如：windows上的各种服务
1.5什么是进程的PIDPID就是操作系统给进程分配的编号，它是识别进程的唯一的标识。
在linux系统中PID是一个大于等于0的值。
1.6特殊PID的进程0：idle:在linux系统启动的时候运行的第一个进程就是0号进程。
如果没有其他的进程执行就运行这个idle进程。
1:init:1号进程是由0号进程调用内核kernel_thread函数产生的第一个进程，
它会初始化所有的系统的硬件。当初始化完之后会一直执行，比如会为
孤儿进程回收资源。
2:kthreadd:调度器进程，主要负责进程的调度工作。
1.7进程的状态1.进程运行的状态
D// 不可中断的休眠态（信号）
R//运行态
S//可中断的休眠态（信号）
T//停止状态
X//死亡状态
Z//僵尸态（进程结束后没有被父进程回收资源）
2.进程的附加状态
<//高优先级
N//低优先级的进程
L//在内存区锁定
s//会话组组长
l//进中包含多线程
+//前台进程
二.进程实例 2.1进程的拷贝#include <head.h>
int main(int argc,const char * argv[])
{
for(int i=0;i<2;i++){
fork();
printf("-");
}
return 0;
}
原理图：
分析：上述的程序会打印8个-，上述程序一共是4个进程，因为在进程创建的时候会拷贝父进程的
缓冲区，由于2214和2215的缓冲区没有刷新，所以2216和2217缓冲区中有两个-。
2.2进程创建的实例#include <head.h>
int main(int argc,const char * argv[])
{
pid_t pid;
pid = fork();
if(pid == -1){
PRINT_ERR("fork error");
}else if(pid == 0){
//子进程
printf("这个就是子进程\n");
}else{
//父进程
printf("这个就是父进程\n");
}
return 0;
}
分析图：
#include <head.h>
int main(int argc, const char* argv[])
{
pid_t pid;
pid = fork();
if (pid == -1) {
PRINT_ERR("fork error");
} else if (pid == 0) {
//子进程
while (1) {
sleep(1);
printf("这个就是子进程\n");
}
} else {
//父进程
while (1) {
sleep(1);
printf("这个就是父进程\n");
}
}
return 0;
}
结果图：
父进程fork产生子进程的时候利用了写时拷贝的原则
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
pid_t pid;
if((pid = fork()) ==-1){
printf("创建进程失败\n");
exit(-1);
}else if(pid == 0){
pid_t tid;
if((tid = fork())==-1){
printf("%d,%d\n",getpid(),getppid());
}else if(pid == 0){
printf("%d,%d\n",getpid(),getppid());
}else{
printf("%d\n",getpid());
}
}
while(1);
return 0;
}
2.6使用多进程进行拷贝文件
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
char destfile[32]={0};
int get_length(char const *arcfile)
{
int fd,cd,length;
if((fd=open(arcfile,O_RDONLY))==-1){
printf("open file error");
exit(-1);
}
snprintf(destfile,sizeof(destfile),"new_%s",arcfile);
if((cd==open(destfile,O_WRONLY|O_TRUNC|O_CREAT,0666)==-1)){
}
length = lseek(fd,0,SEEK_END);
return length;
}
int copy_file(const char* srcfile,const char* destfile,int start,int length)
{
int sfd,dfd,ret,count = 0;
char buff[128] = {0};
int counts=0;
if((sfd=open(srcfile,O_RDONLY))==-1){
printf("open error");
}
if((dfd=open(destfile,O_WRONLY))==-1){
printf("open file error");
}
lseek(sfd,start,SEEK_SET);
lseek(dfd,start,SEEK_SET);
while (1){
ret = read(sfd,buff,sizeof(buff));
if(ret == 0){
break;
}
count+=ret;
if(count >= length){
write(dfd,buff,length-(count-ret));
break;
}
write(dfd,buff,ret);
}
return 0;
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
pid_t pid;
if(argc!=2){
printf("输入格式错误，请重新输入\n");
exit(-1);
}
int length = get_length(argv[1]);
if(length < 0){
printf("srcfile error\n");
return -1;
}
if((pid=fork())==-1){
printf("fork error");
exit(-1);
}else if(pid == 0){
copy_file(argv[1],destfile,length/2,length-length/2);
}else{
copy_file(argv[1],destfile,0,length/2);
}
return 0;
}
三.什么是孤儿进程与僵尸进程
3.1僵尸进程
子进程结束之后，父进程没有为它回收资源，此时子进程就是僵尸进程
#include <head.h>
int main(int argc, const char* argv[])
{
pid_t pid;
pid = fork();
if (pid == -1) {
PRINT_ERR("fork error");
} else if (pid == 0) {
//子进程
} else {
//父进程
while(1);
}
return 0;
}
3.2孤儿进程
孤儿进程：父进程死掉之后，子进程就是孤儿进程，孤儿进程被init进程收养。
#include <head.h>
int main(int argc, const char* argv[])
{
pid_t pid;
pid = fork();
if (pid == -1) {
PRINT_ERR("fork error");
} else if (pid == 0) {
//子进程
printf("pid = %d\n",getpid());
while (1);
} else {
//父进程
}
return 0;
}
四，守护进程的创建
4.1守护进程的创建
守护进程：相当于系统的服务，随着系统的启动而运行，随着系统的终止而终止。脱离了某个终端.
4.2步骤图
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <stdlib.h>
#define ERROR(msg) do{\
printf("%s %s %d\n",__FILE__,__func__,__LINE__);\
printf(msg);\
exit(-1); \
}while(0)
int main(int argc, char const *argv[])
{
pid_t pid;
if ((pid == fork()) == -1){
ERROR("fork error");
}else if(pid == 0){
int fd;
setsid();
chdir("/");
umask(0);
for(int i = 3; i < getdtablesize(); i++){
close(i);
}
if((fd = open("my.log", O_RDWR, O_APPEND, O_CREAT, 0666)) == -1){
ERROR("open error");
}
dup2(fd, 0);
dup2(fd, 1);
dup2(fd, 2);
while(1){
sleep(1);
printf("我是子进程\n");
fflush(stdout);
}
}else{
printf("父亲进程已经结束....\n");
exit(-1);
}
return 0;
}
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