南邮 Linux-第8章

1、第8章 Linux进程郑谦益、韩京宇8.1 Linux进程概述 略8.2 进程的地址空间 Linux内核运行在具有内存管理单元处理器上，每个进程都有独立的虚拟地址空间，空间的大小由地址总线宽度决定 。 （32位机）0-3G是用户虚拟地址空间，将可执行程序映射至该空间，该空间的代码运行在用户态。 3G-4G通常定义为Linux内核虚拟地址空间，将Linux内核映射至该空间，不同进程的内核虚拟地址空间是共享的，内核代码运行在内核态。8.3 进程的创建与终止 fork函数创建新的子进程时，内核将父进程的用户地址空间的内容拷贝给子进程 父子进程之间拥有各自独立的用户空间，当父进程修改变量的值时，不会影

2、响子进程中的相应变量 8.3 进程的创建与终止 pid_t fork(); 创建子进程 -1 错误返回 在子进程中返回0 在父进程中返回子进程的ID 注意：fork()系统调用有一个不同寻常的性质，它不是每次调用返回一次，而是两次：一次在父进程；一次在子进程。8.3 进程的创建与终止intglob = 10;int main(void) int local;pid_t pid;local = 8;if (pid = fork() = 0) / 子进程子进程sleep(2); else glob+; local-; sleep(10);printf(pid = %d, glob = %d, lo

3、calar = %dn, getpid(), glob, local);exit (0); 8.3 进程的创建与终止 C程序从main函数处开始运行， 实际上，加载可执行文件后，首先运行的是称为start-up的代码，这部分代码在程序链接为可执行程序时，由链接器器加入，其目的是从内核读取进程运行所需的环境信息。例如，环境变量和命令行参数等，start-up在完成一系列初始化工作后，调用main函数 最后，在执行完进程后，通过调用exit函数结束进程，其流程如图8-5所示。8.3 进程的创建与终止 在Linux系统中，每个进程都有父进程，当子进程运行结束后，子进程进入僵尸状态，并向父进程发送SI

4、GCHLD信号，通知子进程已经终止。 在该状态下几乎释放了所有的内存资源，不能被重新调度，仅在进程列表中保留一个位置，只保留进程如何终止的一些状态信息，以供回收者使用。 由父进程释放子进程余下的所有资源。但当父进程在子进程之前终止，子进程的父进程将更改为init进程，由init进程负责它的善后处理工作。 8.3 进程的创建与终止 void exit(int status); 终止进程 由系统默认调用8.3 进程的创建与终止 int atexit(void (* func) (void) ; 功能：登记终止处理程序 参数： 终止处理函数 成功，则为0，否则，返回非0 参见程序888.4 加载可执

5、行映像 子进程在创建时，继承了父进程的资源，父子进程可并发运行，它们由同一代码流程控制，具有相似的行为。 如果希望子进程具有自身独立的代码流程，这可通过加载可执行二进制映像文件来实现，内核通过exec系统调用在进程中建立新的运行环境。8.4 加载可执行映像 自学例子（pp.170-172）8.5 进程同步控制 当创建一个子进程后，父子进程的执行顺序无法控制，当父子进程同时操作共享资源时，不同的执行次序有可能导致不同的运行结果，从而出现数据的不一致性 。 wait和waitpid函数都用于等待子进程的结束，当进程结束后，进程将释放大部分的资源，只保存结束状态等信息，向父进程发送消息，并进入僵死状

6、态，等待父进程读取子进程的状态信息，释放剩余资源。8.6 进程环境 实际用户和实际用户组实际用户和实际用户组 在Linux系统中，同一个程序可由不同用户运行产生进程，为了反映进程的运行环境，在进程控制块中标识了实际用户和实际用户组。实际用户指的是运行该进程的登录用户；实际用户组则是运行该进程的登录用户所属的主用户组。8.6 进程环境 有效用户和有效用户组有效用户和有效用户组 通常，有效用户等于实际用户，有效用户组等于实际用户组 用户在运行一些特殊程序时，例如，passwd命令，用于修改用户的密码，但普通用户无权运行和修改passwd文件，为了解决这一问题，可让用户临时扮演passwd文件属主用

7、户的角色，这样，才有权修改密码文件，此时，实际用户与有效用户就不同了，实际用户为登录用户，而有效用户为passwd文件的属主用户；同样，可使用户临时扮演其他某用户组中用户的角色，以实现对特定资源的访问。8.6 进程环境 pid_t getuid(void) 获得当前进程实际用户ID 返回当前进程实际用户ID 8.6 进程环境 pid_t geteuid(void) 获得当前进程有效用户ID 返回当前进程有效用户ID 8.6 进程环境 pid_t getgid(void) 获得当前进程实际用户组ID 返回当前进程实际用户组ID 8.6 进程环境 pid_t gettegid(void) 获得当前

8、进程有效用户组ID 返回当前进程有效用户组ID 8.6 进程环境 int main(void) printf(My real user ID is %5ldn, (long) getuid(); printf(My effective user ID is %5ldn, (long) geteuid(); printf(My real group ID is %5ldn, (long) getgid(); printf(My effective group ID is %5ldn, (long)getuid(); return 0; 8.6 进程环境 父子进程父子进程 每个进程都有一个ID作为

9、标识，不同进程的ID不同，每个进程都有一个父进程ID，用于标识进程的创建者。 当父进程由于某种原因先于子进程结束，则子进程将变为孤儿进程，此时，子进程由养父init进程进行管理。 进程和进程组的ID一旦分配就不能改变。8.6 进程环境 函数原型pid_t getpid(void) 功能：获得当前进程ID 参数：无 返回值：返回当前进程ID 函数原型pid_t getppid(void) 功能：获得父进程ID 参数：无 返回值：返回父进程ID8.6 进程环境int main() printf(%d s parent process id: %dn,getpid(), getppid();if (

10、 fork()=0) printf(%d s parent process id: %dn,getpid(), getppid(); else printf(%d s parent process id: %dn,getpid(), getppid(); 程序8-24的一次运行结果如下所示：1599 s parent process id: 14641600 s parent process id: 15991599 s parent process id: 14648.6 进程环境 进程组进程组 有时，为了完成某项工作，需要有多个进程参与协同，例如: 在Shell下执行a | b | c |

11、 d,此时，Shell将产生4个子进程，如果在执行过程中，键入Ctrl+C结束运行，系统应将信号SIGINT发送给这4个进程。因此，为了便于管理，为这4个进程定义一个进程组，这样，信号SIGINT只要发送给这个进程组即可。一个进程组包含一个以上的进程，这些进程中可以有一个领头进程，其进程ID等于进程组ID，进程组的生命周期与领头进程的结束与否无关，当进程组中不包含进程时，进程组自动消失。8.6 进程环境 进程组与控制终端进程组与控制终端 当用户登录系统，Shell开始运行，此时，Shell拥有对终端的控制权，Shell成为控制进程，当Shell执行一个前台命令时，首先，Shell创建一个子进程

12、，为其定义不同的进程组，然后加载命令，并使其拥有终端的控制权，在终端上产生的所有信号都被送给前台进程，而不是其父进程Shell；当前台进程运行结束，原来的父进程Shell将重新获得对终端的控制权。 当Shell执行一个后台进程，首先，Shell创建一个子进程，为其定义不同的进程组，然后，在子进程中加载命令，但不将终端控制权传递给子进程。此时，在终端上产生的所有信号，将发送给其父进程Shell，如果后台进程试图从终端读取数据，它将产生信号SIGTTIN，同时暂停。8.6 进程环境 函数原型函数原型pid_t getpgrp(void) 功能:获得当前进程所属进程组ID参数:无返回值返回值:返回当

13、前进程所属进程组返回当前进程所属进程组ID 函数原型函数原型int setpgrp(void)pid_t setpgid( pid_t pid, pid_t pgrpId) 功能功能:设置进程组设置进程组ID参数参数pid 进程进程IDpgrpId 进程组进程组ID 返回值返回值:成功，返回进程组成功，返回进程组ID，否则，返回，否则，返回-18.6 进程环境 会话会话 会话用于标识用户登录的每一个终端，每个登录终端都有一个会话ID与其对应；用户可在登录的终端上输入多个命令，产生多个进程组，登录终端上所有进程组中的进程都拥有同一个会话ID， 如果调用setsid函数的进程不是进程组中的领头进程

14、，则可建立新的会话，该进程成为领头会话，同时产生一个新的进程组，且该进程为新进程组的领头进程，但不拥有终端。8.6 进程环境 守护进程守护进程 守护进程是一种运行于后台，且不受任何终端影响的进程，因此，需要关闭标准输入、标准输出和标准错误输出的文件描述符。 通常，守护进程以服务进程的形式存在，例如，Web服务器和邮件服务器等。同时要使守护进程脱离用户环境，所以，需将工作目录修改为系统工作目录。8.6 进程环境 创建守护进程的步骤创建守护进程的步骤 1. 创建子进程后结束父进程。 2.在子进程中建立新的领头会话。 3.修改工作目录和权限掩码信息。 4. 关闭文件描述符0、1和2。8.6 进程环境Int daemon_init(void)pid_tpid;if ( (pid = fork() 0)return(-1);else if (pid != 0)exit(0);/结束父进程结束父进程setsid();/创建领头会话创建领头会话system(cd /);/改变工作目录改变工作目录umask(0);/清除权