本文主要是介绍Linux中并发程序设计(进程的创建和回收、exec函数使用)，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
进程的创建和回收
进程概念
- 概念
程序
存放在磁盘上的指令和数据的有序集合（文件）
静态的
进程
执行一个程序所分配的资源的总称
动态的 - 进程和程序比较
注：进程是存在RAM中，程序是存放在ROM(flash)中的 - 进程内容
BSS段：存放程序中未初始化的全局变量
数据段：已初始化的全局变量，static声明的变量
代码段：程序执行代码
堆（heap）：malloc等函数分配内存
栈(stack)：局部变量，函数参数，函数的返回值
进程控制块（pcb)：PID， 进程优先级，文件描述符表 - 进程控制块
进程标识PID、进程用户、进程状态、优先级、文件描述符表 - 进程类型
交互进程：在shell下启动，在前台后台运行
批处理进程：和在终端无关，被提交到一个作业队列中以便顺序执行
守护进程：和终端无关，一直在后台运行 - 进程状态
运行态、等待态、停止态、死亡态：
进程常用命令
- 查看进程信息
ps 查看系统进程快照
top 查看进程动态信息
/proc 查看进程详细信息 - 执行命令如下：
ps：当前shell显示
ps -e ：所有进程显示
ps -el：是显示详细信息 - 具体命令参数信息如下：
ps 命令详细参数：
-e：显示所有进程
-l：长格式显示更加详细的信息
-f 全部列出，通常和其他选项联用
表头 含义
F 进程标志，说明进程的权限，常见的标志有两个:
1：进程可以被复制，但是不能被执行；
4：进程使用超级用户权限；
S 进程状态。进程状态。常见的状态有以下几种：- -D：不可被唤醒的睡眠状态，通常用于 I/O 情况。
- -R：该进程正在运行。
- -S：该进程处于睡眠状态，可被唤醒。
- -T：停止状态，可能是在后台暂停或进程处于除错状态。
- -W：内存交互状态（从 2.6 内核开始无效）。
- -X：死掉的进程（应该不会出现）。
- -Z：僵尸进程。进程已经中止，但是部分程序还在内存当中。
- -<：高优先级（以下状态在 BSD 格式中出现）。
- -N：低优先级。
- -L：被锁入内存。
- -s：包含子进程。
- -l：多线程（小写 L）。
- -+：位于后台。
UID 运行此进程的用户的 ID；
PID 进程的 ID；
PPID 父进程的 ID；
C 该进程的 CPU 使用率，单位是百分比；
PRI 进程的优先级，数值越小，该进程的优先级越高，越早被 CPU 执行；
NI 进程的优先级，数值越小，该进程越早被执行；
ADDR 该进程在内存的哪个位置；
SZ 该进程占用多大内存；
WCHAN 该进程是否运行。"-"代表正在运行；
TTY 该进程由哪个终端产生；
TIME 该进程占用 CPU 的运算时间，注意不是系统时间；
CMD 产生此进程的命令名；
- 实时查看进程命令如下：
top 查看进程动态信息
shift +> 后翻页
shift +< 前翻页
top -p PID 查看某个进程 - 改变进程优先级
nice 按用户指定的优先级运行进程
nice [-n NI值] 命令
NI 范围是 -20~19。数值越大优先级越低
普通用户调整 NI 值的范围是 0~19，而且只能调整自己的进程。
普通用户只能调高 NI 值，而不能降低。如原本 NI 值为 0，则只能调整为大于 0。
只有 root 用户才能设定进程 NI 值为负值，而且可以调整任何用户的进程。
renice 改变正在运行进程的优先级
renice [优先级] PID - 设置优先级案例如下：
- 改变优先级案例如下：
- 进程相关命令
jobs 查看后台进程
bg 将挂起的进程在后台运行
fg 把后台运行的进程放到前台运行
ctrl + z 把运行的前台进程转为后台并停止 - 案例代码如下：
编写一个.c文件，然后调用一个简单的sleep函数后，执行test后在另一个端口查看进程如下：
注：上述是在运行函数后，按ctrl + Z使其进程进入停止状态T
创建子进程
- 子进程概念
子进程为由另一个进程(对应称之为父进程)所创建的进程，实际上你在linux中写程序都是别人创建的，比如运行.test文件时，就是shell的子进程 - 子进程创建-fork
#include <unistd.h>
pid_t fork(void);
创建新的进程，失败时返回-1
成功时父进程返回子进程的进程号，子进程返回0
通过fork的返回值区分父进程和子进程 - 创建子进程案例如下：
注：创建子进程时虽然会复制父进程的代码，但是不会从头开始执行，而是从创建fork函数下方的时候执行，所以子进程没有赋予相应的进程号，但是系统默认给了0，下面图片显示得很清楚
要点：1 子进程只执行fork之后的代码
父子进程执行顺序是操作系统决定的。 - 父子进程
子进程继承了父进程的内容
父子进程有独立的地址空间，互不影响
若父进程先结束
子进程成为孤儿进程，被init进程收养
子进程变成后台进程
若子进程先结束
父进程如果没有及时回收，子进程变成僵尸进程 - 父子进程案例如下：
- 运行如下：
注：可以得出父子进程没有什么特定的关系，是系统随机调用的 - 通过父进程号看出子进程和父进程
- 在用kill -9 杀死父进程，然后可以发现子进程的父进程PPID变成1，也就是init进程中，然后另一个终端ctrl + c结束不掉，说明以及变为后台进程了
注：有些新版的ubuntu系统子进程可能被其他进程领养，例如：systemd作为最新的初始化系统（init）来提高系统的启动速度。这和进程1的init是一个道理不要疑惑。
子进程进阶例题
- 一个父进程拥有五个子进程，代码如下：
- 运行结果如下：
注：可以看出出现了孙进程的情形，因为上述代码中for循环语句，使子进程执行完fork函数下面的语句后，由于for内部是一个循环语句，因此子进程也执行了一次fork函数所以出现孙进程的情形 - 解决办法如下：
注：在子进程语句中末尾加入break即可
进程的退出
- 进程结束-exit/_exit
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
void exit(int status);
void _exit(int status);//不刷新流缓冲区
结束当前的进程并将status返回
exit结束进程时会刷新(流)缓冲区
return 和exit的区别
main函数结束时会隐式地调用exit函数，普通函数return是返回上一级。 - 案例如下：
- 执行如下：
注：这里要注意exit(0)相当于return 0，所以printf(“after exit”)不会被调用，因此终端上不显示，而且不要以为return在任何情况下都会隐式调用exit，只有main函数下才会调用exit，要牢记！
进程的回收
- 进程回收-wait
#include <unistd.h>
pid_t wait(int *status);
成功时返回回收的子进程的进程号；失败时返回EOF
若子进程没有结束，父进程一直阻塞
若有多个子进程，哪个先结束就先回收
status 指定保存子进程返回值和结束方式的地址
status为NULL表示直接释放子进程PCB,不接收返回值 - 例子代码如下：
注：因为status里面包含地址和进程返回值，不能直接输出，需要通过宏来判断 - 执行后使用ps查看进程的状态，看是否由僵尸进程，也就是判断exit是否收回子进程，如下：
- 查看注释wait那两行后的ps状态如下：
注：可以看出多出一个wait僵尸进程(即僵尸进程) - 进程回收-waitpid
#include <unistd.h>
pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int option);
参数：
pid：
pid>0时，只等待进程ID等于pid的子进程，不管其它已经有多少子进程运行结束退出了，只要指定的子进程还没有结束，waitpid就会一直等下去。
pid=-1时，等待任何一个子进程退出，没有任何限制，此时waitpid和wait的作用一模一样。
pid=0时，等待同一个进程组中的任何子进程，如果子进程已经加入了别的进程组，waitpid不会对它做任何理睬。
pid<-1时，等待一个指定进程组中的任何子进程，这个进程组的ID等于pid的绝对值。
options：
options提供了一些额外的选项来控制waitpid，目前在Linux中只支持WNOHANG和WUNTRACED两个选项，这是两个常数，可以用"|"运算符把它们连接起来使用
WNOHANG ：若由pid指定的子进程未发生状态改变(没有结束)，则waitpid()不阻塞，立即返回0
WUNTRACED： 返回终止子进程信息和因信号停止的子进程信息
wait(wait_stat) 等价于waitpid(-1,wait_stat,0) - 案例如下：
注：ps查看进程后也是回收的，也可以将-1改为pid，因为上面代码只有一个子进程 - 有一个案例要注意下如下：
- 执行如下：
注：可以得出在休息1s后下面的waitpid先执行，然后WNOHANG的话上述也有解释，若pid进程未发生状态改变返回0，状态值也返回异常，那么如何解决这个问题呢，如下 - 修改后代码代码如下：
- 修改如下：
注：可以发现修改完成
这篇关于Linux中并发程序设计(进程的创建和回收、exec函数使用)的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
