Linux系统进程与进程间通信

      Linux是一个多用户、多任务的操作系统,支持多个进程同时运行。进程是Linux系统中的基本单元,它们负责执行各种任务,如网页浏览、文件下载、程序运行等。在Linux中,进程是由一个或多个线程组成的,线程是进程的基本执行单元。   

一.进程基础

        进程指正在运行的程序,如下图示,是资源分配的最小单位,可以通过“ps ”或“ top ”等命令查看正 在运行的进程,线程是系统的最小调度单位,一个进程可以拥有多个线程,同一进程里的线程可以共享此 进程的同一资源。

 

每个进程都有一个唯一的标识符,既进程 ID ,简称 pid 进程间的通信的几种方法?
        1. 管道通信:有名管道,无名管道
        2 .信号通信:信号的发送,信号的接受,信号的处理
        3 .IPC 通信:共享内存,消息队列,信号灯
        4 .Socket 通信
进程的三种基本状态以及转换 :

 

 

二.进程创建 

        所有的进程都是由其他进程创建(除了 pid 0 号的 idle 进程), pid 号为 1 init 进程是系统启动后 运行的第一个进程,是所有进程的父进程,init 进程会初始化一部分系统服务,创建其他进程。
        创建新进程的那个进程称为父进程,新进程称为子进程,父进程和子进程拥有相同的代码段数据段,有各自独立的地址空间。采用写时拷贝技术,即创建的新进程不会立即把父进程的资源空间复制过来,只有在修改时才会复制资源,另外父进程挂起的信号和文件锁不会被子进程继承。子进程结束后,它的父进程要回收它的资源,否则就会成为僵尸进程 。如果父进程先结束,子进程会被 init 进程收养,称为孤儿进程。

 

 (1)fork()函数

        用于创建一个与父进程完全相同的子进程。子进程是父进程的副本,拥有自己的地址空间、文件描述符和资源,但共享父进程的部分信息,如打开的文件描述符、环境变量等。fork()函数的原型是pid_t fork(void);,它返回两次,一次在父进程中返回子进程的PID,一次在子进程中返回0。

 (2)父进程中创建一个子进程

         1.代码

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main(void)
{
    pid_t pid;
    pid = fork();
    if (pid < 0){
        printf("fork is error \n");
        return -1;
    }
    //父进程
    if (pid > 0)
    {
        printf("This is parent,parent pid is %d\n", getpid());
    }
    //子进程
    if (pid == 0)
    {
        printf("This is child,child pid is %d,parent pid is %d\n", getpid(), getppid());
    }
    return 0;
}

        2.结果打印

 

三.exec()函数

        在当前进程中执行一个新的程序。它会替换当前进程的代码和数据段,但保留原有的堆和栈。exec()函数的原型是int exec(const char *path, char *const argv[]);,它用于执行一个新的程序。参数path指定要执行的程序路径,参数argv是一个指向字符指针数组的指针,用于传递给新程序的参数。

(1)代码

#include <stdio.h>  
#include <unistd.h>  
  
int main() {  
    char *argv[] = {"ls", "-l", NULL};  
    exec("ls", argv);  
    return 0;  
}

  exec()函数执行了ls命令,并传递了一个参数-l

四.ps kill 命令       

        ps 命令 ps 命令可以列出系统中当前运行的那些进程。
                        命令格式:ps [参数]
                        命令功能:用来显示当前进程的状态
                        常用参数: aux
        kill 命令 kill 命令用来杀死进程
                        举例:kill -9(SIGKILL) PID
        进程的状态
                        D: 无法中断的休眠状态 (通常 IO 的进程 )
                        R: 正在执行中
                        S: 静止状态
                        T: 暂停执行
                        Z: 不存在但暂时无法消除
                        W: 没有足够的记忆体分页可分配
                        <: 高优先序的行程
                        N: 低优先序的行程
                        L: 有记忆体分页分配并锁在记忆体内 (实时系统或捱 A I/O)
                        如下所示,使用命令“ ps aux | grep a.out ”查找到 ./a.out 的进程号为 3179 ,然后输入“ kill -9 3179 ”结 束此进程,

        完成后再次输入查找命令“ps aux | grep a.out”,没有发现 3179 号进程。 

 

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