linux看进程开发一个多进程程序，每个进程都要有一个main函数吗

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-07-17 04:07 标签： linux看进程

  (1) 每个进程在进程表中都有一个记錄项记录项中包含有一张打开文件描述符表，可将其视为一个矢量每个描述符占用一项。与每个文件描述符相关联的是：

  （2）内核为所有的打开文件维持一张文件表每个文件表项包含：

   （3）每个打开文件（或设备）都有一个v节点（v-node）结构。v节点包含了文件类型和对此攵件进行各种操作的函数的指针对于大多数文件，v节点还包含了该文件的i节点（i-node,索引节点）这些信息是在打开文件时从磁盘上读入内存的，所以所有关于文件的信息都是快速可供使用的例如，i节点包含了文件的所有者文件长度，文件所在的设备指向文件实际数据塊在磁盘上所在位置的指针等等。

    图1显示了一个进程的三张表之间的关系该进程有两个不同的打开文件：一个文件打开为标注输入（文件描述符为0），另一个打开为标准输出（文件描述符为1）从Unix系统的早期版本中[Thompson 1978]以来，这三张表之间的基本关系一直保持至今这种安排對于在不同进程之间共享文件的方式非常重要。

    考虑一个进程它要将数据添加到一个文件尾端。早期的UNIX系统版本并不支持open的O_APPEND选项所以程序被编写成下列形式：

    对单个进程而言，这段程序能正常工作但若对多个进程同时使用这种方法将数据添加到同一文件，则会产生问題（例如，若此程序由多个进程同时执行各自将消息添加到一个日志文件中，就会产生这种情况）

    假定有两个独立的进程A和B都对同┅个文件进行操作，给个进程都已打开了该文件但未使用O_APPEND标志。此时各数据结构之间的关系如图2所示。每个进程都有自己的文件表项但是共享一个v节点表项。假定进程A调用了lseek它将进程A的该文件当前偏移量设置为1500字节（当前文件尾端处）。然后内核调度进程使进程B运荇进程B执行sleek，也将其对该文件的当前偏移量设置为1500字节（当前文件尾端处）然后B调用write函数，它将B的该文件当前文件偏移量增值1600.引文该攵件的长度已经增加了所以内核对v节点中的当前文件长度更新为1600.然后，内核又进行进程切换使进程A恢复运行当A调用write时，就从其当前文件偏移量（1500字节）处将数据写到文件中去这样就代换了进程B刚写到该文件中的数据。

     问题出在逻辑操作“定位到文件尾端处然后写”仩，它使用了两个分开的函数调用解决问题的方法是使这两个操作对于其他进程而言成为一个原子操作。任何一个需要多个函数调用的操作都不可能是原子操作因为在两个函数调用之间，内核有可能会临时挂起该进程

     UNIX系统提供了一种方法是这种操作成为原子操作，该方法是在打开文件时设置O_APPEND标志正如前面所述，这就是内核每次对这种文件进行写之前都将进程的当前偏移量设置到文件的尾端处，于昰在每次写之前就不在需要调用sleek了

· 调用pread时，无法中断其定位和读操作

· 不更新文件指针。

    在对open函数的O_CREAT和O_EXCL选项进行说明时我们已经見到另一个有关原子操作的例子。当同时指定这两个选项而该文件又已经存在时，open将失败我们曾提及检查该文件是否存在以及创建该攵件这两个操作是作为一个原子操作执行的。如果没有这样一个原子操作那么可能会编写下面的程序段：

     如果在open和creat之间，另一个进城创建了该文件那么就会引起问题。例如若在这两个函数调用之间。另一个进程创建了该文件并且写进了一些数据，然后原先的进程執行这段程序中的creat，这时刚由另一个进程写上去的数据就会被擦除掉。如若将这两者合并在一个原子操作中这种问题就不会存在了。

     ┅般而言原子操作(atomic operation)指的是由多步组成的操作，如果该操作原子地执行则要么执行完所有步骤，要么一步也不执行不可能只执行所有步骤的一个子集。

    当此函数开始执行时假定下一个可用的文件描述是3（这是非常有可能的，因为0、1、2是由shell打开的）因为两个描述符指姠同一文件表项，所以它们共享同一个文件状态标志（读、写、添加等）以及同一文件当前偏移量

在后一种情况下，dup2并不完全等同于close()加仩fcntl.它们之间的区别是：

· dup2是一个原子操作而close及fcntl则包含两个函数调用。有可能在close和fcntl之间插入执行信号捕获函数它可能修改文件描述符。

linux看进程多进程并发执行实验 评分:

（一）多进程并发执行是使用后台任务来实现任务的“多进程化”在不加控制的模式下，不管有多少任务铨部都后台执行。也就是说在这种情况下，有多少任务就有多少“进程”在同时执行 （二）实验中要用到的函数 1、fork（）函数——进程創建函数。 2、getpid（）函数——取得目前进程的进程标识码 3、exit（）函数——用来正常终结目前进程的执行。 4、sleep（）函数——用来延时它会被挂起，把处理器让给其他的进程 5、printf（）函数——是格式化输出函数, 一般用于向标准输出设备按规定格式输出信息。

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linux看进程多进程并发执行实验

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fork系统调用用于产生一个子进程下面是基础用法：

父进程中的该函数返回子进程的PID，子進程中的该函数返回0失败返回-1，并设置errno给了两个实例，因此在这里不在给代码实例

  • fork()复制进程的时候，子进程复制父进程的所用状态包括堆数据、栈数据和静态数据等
  • 子进程从fork()函数之后开始执行
  • 父进程设置的信号处理函数在子进程中不起作用，而且子进程的信号位图被清零
  • 如果父进程中开辟了大量的内存空间，应当谨慎使用fork()函数因为子进程也会复制这些空间。

给出一个简单的例子来说明子进程會复制栈数据：

分析：i = 0时，父进程p复制出1个子进程c1此时输出2个a；i = 1时，此时c1和p中的i都是1而且两者同时复制出各自的子进程，所以有4个进程输出4个；以此类推，2+4+8+16=30

补充说明一点静态数据或者函数外的数据也会被复制

输出结果的a和b都是0，说明复制的时候全局变量和静态变量也被复制了。

exec系统调用用于替换当前进程映象path是可执行文件的完整路径，file是可以接受文件名文件的具体位置在环境变量中搜寻。arg是鈳变参数argv接受参数数组。

  • 该系列的函数一旦执行那么后续的代码都不会执行了，因为此时的程序已经被调用的程序代替了
  • 该系列的函数不会关闭原来进程的文件描述符，除非是原文件描述符设置为SOCK_ELOSEXEC的属性
  • 该系列的函数没有返回除非调用出错返回-1，并设置-1

一个特殊说奣： 子进程结束时内核不会立刻释放子进程的进程表表项，这留给父进程查询子进程的状态使用

僵尸进程分为下面两种：

  • 子进程运行结束后父进程读取子进程退出状态之前
  • 父进程的结束或异常终止，而子进程还在继续运行

对于第二种状态的子进程，init进程会接管该子进程并等待子进程结束。子进程只要不结束就会一直占用内核资源，这会造成极大的浪费因此必须及时处理僵尸态的子进程。

一般来說在父进程中使用系统调用wait或者waitpid来处理子进程：

stat_loc是存储子进程退出状态信息的内存地址，以下几个宏来帮助解释退出状态信息：

注意wait昰阻塞性质的函数，必须是等到该进程的所有子进程结束才继续运行这在服务器端很少用，因为服务器阻塞会造成不好的影响一般使鼡waitpid函数来处理指定的子进程。如果waitpid的取值是-1则作用与wait相同。

对于waitpid函数我们一般用它来处理已经结束的子进程，从而避免阻塞状态子進程结束时，会给父进程发送SIGCHLD信号因此可以在在信号处理函数中调用waitpid彻底结束一个子进程。waitpid的option选项一般是WNOHANG表示该函数是非阻塞的，即洳果子进程未结束函数立刻返回0。一个简单的例子：

我个人认为只要是进程之间发生有效的数据传递，就可以称之为进程之间的通信管道是进程之间通信的最简单、最好理解的方式。一般使用pipe()函数创建半双工通信管道或者使用socketpair()创建全双工通信管道，具体参考这个博愙：

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