fork()函数

?如上图所示，调用fork()函数将产生一个子进程（程序与父进程完全一致），其中父进程继续执行，子进程将在fork()的下一行开始执行，当然fork()函数的返回值会被接收，需要用于区分子进程和父进程（两者返回值不同，一个大于0，一个等于0）。fork()函数说明如下所示：

fork()
     函数功能：
              产生一个子进程
     头 文 件：
              #include <sys/types.h>
              #include <unistd.h>
     函数原型：
              pid_t fork(void);
     参数分析：
              无
     返 回 值：
              成功:返回 0 或者大于0的子进程号
              失败: -1 错误号码会被设置

注意

?虽然子进程是父进程的一份拷贝，但是有些属性并不相同，以下是相同的地方：
??1.UID和GID；
??2.所有环境变量；
??3.进程组ID和会话ID；
??4.当前工作路径，除非用chdir()修改过了；
??5.打开的文件；
??6.信号响应函数；
??7.整个内存空间，包括栈、堆、数据段、代码段、标准IO的缓冲区等等。
?以下属性是不同的：
??1.进程号PID；
??2.记录锁。父进程对某文件加了把锁，子进程不会继承这把锁；
??3.挂起的信号。这些信号是所谓的“悬而未决”的信号，等待着进程的响应，子进程也不会继承这些信号。

fork函数实验程序

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char const *argv[])
{
    pid_t id = fork();//执行该语句后，会创建一个进程，相当于这个程序有两个进程了

    if (id > 0)//执行父进程的时候调用这个，ID为进程的ID号码
    {
        printf("我是父进程，我的PID是：%d \t 子进程的PID是：%d！！！\n", getpid(), id);
    }
    else if (0 == id)//执行子进程的时候调用这个，子进程的ID号码为0
    {
        printf("我是子进程，我的PID是：%d \t 父进程的PID是：%d！！！\n", getpid(), getppid());
    }
    else if (id < 0)
    {
        printf("失败了！！\n");
    }
    
    return 0;
}

输出结果：

exec函数簇

?在程序中调用了exec函数簇函数后，运行程序时调用此函数的代码会被替换，exec函数簇有六种函数，以不同的方式指定二进制文件来代替其中的代码，都是以exec开头的。

int execl(const char *path, const char *arg, ...);
int execlp(const char *file, const char *arg, ...);
int execle(const char *path, const char *arg, ..., char * const envp[]);
int execv(const char *path, char *const argv[]);
int execvp(const char *file, char *const argv[]);
int execve(const char *path, char *const argv[], char *const envp[]);

注意

??1.函数名后缀为l的，意味着其参数以列表(list)的方式提供；
??2.函数名后缀为v的，意味着其参数接受二维数组，最后一个参数以NULL作为结束；
??3.函数名后缀为p的，意味着以环境变量来查找指定的可执行二进制文件；
??4.函数名后缀为e的，意味着可以增加环境变量。

exec函数簇实验程序

execl("/bin/ls", "ls", "-al", "/dev", NULL); //指定二进制文件路径执行ls -al /dev，注意最后一个参数应该以NULL结尾

execlp("ls", "ls", "-al", "/dev", NULL); //默认PATH环境变量执行ls -al /dev
execle("/home/test","test","hello","world",NULL,"PATH=/usr/bin",NULL);//指定二进制文件路径执行test hello world 并且增加了环境变量

char *buf[] = {"hello world", "元旦快乐", NULL};
execv("/home/arno/test", buf);

退出进程

函数exit(status)和_exit(status)

?当某个函数直接调用了exit(status)或_exit(status)时，将直接结束此进程，status用于记录进程死亡的原因。如果当主函数执行完或者是调用了return时，后续还会调用了一个exit函数，如下所示，该函数是一个系统调用，他主要用于回收僵尸进程的一些数据，最后该函数将一去不复返。

xxxx
{
      ....
      ret_val = main(argc, argv);
      exit(result);
}

注意：exit()和_exit()存在些许差别，如下：

??1.如果子进程正常退出，则status一般为 0。
??2.如果子进程异常退出，则statuc一般为非 0。
??3.exit()退出时，会自动冲洗（flush）标准 IO 总残留的数据到内核，如果进程注册了“退出处理函数”还会自动执行这些函数。而_exit()会直接退出,什么都不处理。

函数wait和waitpid()

wait()
     函数功能：
              父进程一旦调用了wait就立即阻塞自己，由wait自动分析是否当前进程的某个子进程已经退出
     头 文 件：
              #include <sys/wait.h>
     函数原型：
              pid_t wait(int *stat_loc);
     参数分析：
              stat_loc：分析子进程退出状态,也就是子进程执行exit(status)，中status的值。
     返 回 值：
              成功: 退出的子进程PID
              失败: -1 

waitpid()
     函数功能：
              父进程一旦调用了waitpid就立即阻塞自己，等待进程组为pid的子进程
     头 文 件：
              #include <sys/wait.h>
     函数原型：
              pid_t waitpid(pid_t pid, int *stat_loc, int options);
     参数分析：
              pid：小于-1：等待组 ID 的绝对值为 pid 的进程组中的任一子进程;
                   -1：等待任一子进程;
                   0：等待调用者所在进程组中的任一子进程;
                   大于 0：等待进程组 ID 为 pid 的子进程。
           option：WCONTINUED：报告任一从暂停态出来且从未报告过的子进程的状态；
                   WNOHANG：非阻塞等待；
                   WUNTRACED：报告任一当前处于暂停态且从未报告过的子进程的状态
     返 回 值：
              成功: 状态发生改变的子进程PID，当选项options为WNOHANG且执行成功时将返回0
              失败: -1 
    

常用处理子进程退出状态的宏

测试程序

wait.c

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>    
#include <stdio.h>

int main(int argc, char const *argv[])
{
    int ret = fork();
    if (ret > 0)
    {
       int status;
       wait(&status);
       if (WIFEXITED(status))
       {
           printf("子进程正常退出\n");
       }
       if (WIFSIGNALED(status) )
       {
           printf("子进程被信号杀死了\n");
       }
    }
    else if (ret == 0)
    {
         execl("./exit", "exit", "NULL");
    }
    return 0;
}

exit.c,被wait.c调用的程序

#include <stdio.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdlib.h>

int main(int argc, char const *argv[])
{
    printf("Hello, this is child\n");

#ifdef ABORT
    abort();
#else
    exit(100);
#endif
    return 0;
}

输出结果:

创建子进程