“Linux系统编程(第四章)主要探讨了Linux环境下的进程概念、特性以及相关的系统调用,包括进程的创建、标识与控制。”
在Linux操作系统中,进程是程序执行的实例,它拥有独立的内存空间,包含了程序代码、数据、变量、打开的文件和环境。当多个用户同时使用系统或同一程序有多个实例运行时,进程的概念显得尤为重要。例如,当两个用户同时调用`grep`命令,系统会为每个调用创建单独的进程,它们各自拥有独立的数据和状态。
进程具有以下特点:
1. **并发性**:Linux系统允许多个进程同时执行,这使得系统能够高效地利用资源。
2. **独立性**:每个进程都有自己的虚拟地址空间,保证了进程间的相互独立。
3. **动态性**:进程的状态(如运行、就绪、等待)会随时间变化。
4. **异步性**:进程间的执行顺序是不确定的,取决于调度策略。
5. **拥有资源**:每个进程都有自己的资源集合,如文件描述符、内存区域等。
进程的标识主要是通过进程ID(PID)来实现的,每个进程都有唯一的PID。系统提供了`getpid()`用于获取当前进程的PID,`getppid()`获取父进程的PID,以及`getuid()`, `geteuid()`, `getgid()`, `getegid()`等函数来获取用户和组的身份信息。
在Linux系统编程中,`fork()`系统调用是创建新进程的关键。当调用`fork()`时,操作系统会创建一个与原进程几乎完全相同的副本,即子进程。原进程和子进程都会从`fork()`调用后的位置继续执行,但返回值不同:原进程获得新进程的PID,而子进程则得到0。下面是一个简单的`fork()`使用示例:
```c
#include<sys/types.h>
#include<unistd.h>
pid_t pid;
pid = fork();
if (pid == 0) {
// 子进程代码
} else if (pid > 0) {
// 父进程代码
} else {
// 错误处理,fork失败
}
```
实验通常会要求学生编写类似的代码,通过`fork()`创建进程,并结合其他系统调用来实现进程间的交互,如信号传递、资源共享等。
在这一章的学习中,除了`fork()`外,还会涉及其他进程控制的系统调用,如`exec()`系列(用于替换当前进程的执行映像)、`wait()`和`waitpid()`(用于等待子进程结束)、`exit()`(进程正常退出)等。理解并熟练运用这些系统调用是进行Linux系统编程的基础。通过实例练习,学生将能更深入地理解进程的概念及其在实际操作中的应用。