Linux进程详解:PCB、fork/vfork、wait系列及exec函数
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本文主要介绍了Linux操作系统中的进程概念,特别是进程控制块(PCB)、进程创建(fork和vfork)以及进程通信(wait、waitpid、exit和_exec函数族)和环境变量。其中,PCB是进程的核心数据结构,包含了进程的标识、状态、优先级等关键信息。fork函数用于创建子进程,而vfork则有所不同,它在创建子进程后,父进程暂停,直到子进程执行exit或_exit。wait和waitpid函数用于父进程等待子进程结束,exit和_exit则是进程终止的两种方式。exec函数族则用于在进程中替换当前的程序执行体,加载新的程序。 在Linux中,进程是操作系统进行资源管理和调度的基本单位,每个进程都有自己的PCB,即task_struct结构体,里面存储了如进程ID、状态、优先级、程序计数器、内存指针等信息。此外,还包括上下文数据(如寄存器状态),I/O状态信息,以及用于会计目的的资源使用统计等。 进程创建通常使用fork函数,它会创建一个与父进程几乎完全相同的子进程,两者共享大部分资源,但拥有不同的进程ID。vfork函数更加特殊,它不复制父进程的堆和栈,而是让子进程直接使用,直到子进程调用exec函数或者退出。这种方式减少了内存开销,但需要注意其行为与fork不同,可能导致竞态条件。 wait和waitpid函数允许父进程等待并获取子进程的结束信息,如退出状态码和信号。这两个函数的区别在于waitpid可以指定等待特定的子进程,而wait则会等待任何已终止的子进程。当进程需要结束时,可以使用exit或_exit函数,前者会清理子进程创建的资源,而_exit则不会执行任何清理操作。exec函数族(如execl、execv等)用于在进程空间内替换当前的执行映像,加载新的程序,并开始执行。 最后,环境变量在Linux中是通过全局数组environ访问,它由一系列以空指针结尾的字符串组成,表示了进程的运行环境,例如路径变量PATH、语言设置LC_ALL等。这些变量可以被进程改变,并传递给新启动的进程。 总结起来,Linux进程管理是操作系统核心功能之一,涉及到了进程的创建、通信、终止以及环境配置等多个方面,对理解和编写系统级程序至关重要。
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