UNIX系统中的进程API：fork, wait与exec

"这篇PPT由Yuntao Qiang为操作系统课程创建，主要讨论了Unix系统中的进程API，包括fork、wait和exec等系统调用。通过这些调用，可以理解进程的创建、同步和执行过程。" 在操作系统中，进程是程序执行时的一个实例，而进程API是操作系统提供的一组接口，用于管理和控制进程。以下是关于这些关键系统调用的详细解释： 1. **fork()系统调用**： fork()是Unix系统中最基本的进程创建方式。当一个进程调用fork()时，操作系统会创建一个新的进程——子进程，它与父进程具有相同的内存映像和环境变量，但拥有独立的进程ID。在图示中，父进程调用fork()后，会得到一个子进程，两个进程都会继续执行fork()之后的代码，但各自有一份副本。 2. **wait()系统调用**： 父进程通常需要等待其子进程完成，这就是wait()系统调用的作用。wait()会让父进程挂起，直到其某个子进程结束，然后返回该子进程的退出状态。在图示中，父进程调用wait()后，会等待子进程Program B结束，然后继续执行。 3. **exec()系统调用**： exec()家族的系统调用（如execvp）用于替换当前进程的映像，用新的程序替换现有的程序。在给出的例子中，当子进程执行到execvp()时，它会停止执行当前的Program A，转而执行指定的Program B。exec()调用不会创建新的进程，而是替换当前进程的空间，因此执行完Program B后，进程仍然是原来的PID。 4. **例子：Process API的使用**： PPT中的示例代码展示了如何结合使用这些系统调用来实现功能。父进程先打印出"hello world"，然后通过fork()创建子进程。子进程执行到execvp()时，启动Program B，自身则被Program B替换。父进程调用wait()等待子进程结束后，再打印出"ProcessA"。 5. **UNIX shell、输出重定向和管道**： 在Unix系统中，shell是用户与操作系统交互的界面，它允许用户通过命令行来执行程序。输出重定向（如`1>./Program_A`)将标准输出重定向到指定文件，而管道（pipe）则能连接两个进程，使得一个进程的输出成为另一个进程的输入。 这些系统调用构成了Unix进程管理的基础，它们使得程序员能够灵活地创建、同步和控制进程，进而实现复杂的任务，例如命令行工具、后台服务等。了解和掌握这些API对于理解和编写Unix/Linux程序至关重要。