Linux进程控制开发详解：掌握进程概念、创建和管理

嵌入式Linux应用程序开发详解-第7章进程控制开发 第7章进程控制开发是嵌入式Linux应用程序开发中的一个重要组件，本章主要讲解进程控制开发部分，通过本章的学习，读者将会掌握进程相关的基本概念、Linux下的进程结构、Linux下进程创建及进程管理、Linux下进程创建相关的系统调用、守护进程的概念、守护进程的启动方法、守护进程的输出及建立方法、编写多进程程序、编写守护进程等内容。 7.1Linux下进程概述 在Linux系统中，进程是最基本的操作对象，是系统调度的单位。进程的概念首先是在60年代初期由MIT的Multics系统和IBM的TSS/360系统引入的。经过了40多年的发展，人们对进程有过各种各样的定义。现列举较为著名的几种。 进程是一个独立的可调度的活动（E.Cohen，D.Jofferson），是一个抽象实体，当它执行某个任务时，将要分配和释放各种资源（P.Denning），是一个可以并行执行的计算部分（S.E.Madnick，J.T.Donovan）。以上进程的概念都不相同，但其本质是一样的。它指出了进程是一个程序的一次执行的过程。 进程控制块是Linux系统中进程的基本描述单元，包含了进程的描述信息、控制信息以及资源信息。进程控制块中的每一项都是一个task_struct结构，它是在include/linux/sched.h中定义的。 在Linux中，进程的标识是通过进程ID（PID）和进程名来标识的。进程ID是一个唯一的数字标识，每个进程都有一个唯一的进程ID。进程名是一个字符串标识，每个进程都有一个唯一的进程名。 7.1.1进程相关基本概念 在Linux中，进程的概念可以从不同的角度来理解。从静态角度看，进程是一个程序的一次执行的过程；从动态角度看，进程是一个抽象实体，执行某个任务时，将要分配和释放各种资源。进程是一个动态的概念，它是程序执行的过程，包括了动态创建、调度和消亡的整个过程。 进程的生命周期包括了进程的创建、执行和结束三个阶段。在进程的创建阶段，系统将为进程分配资源和初始化进程的状态。在进程的执行阶段，进程将执行相应的任务和操作。在进程的结束阶段，系统将回收进程所占用的资源。 7.2Linux下的进程结构 在Linux中，进程结构可以分为用户空间和内核空间两个部分。在用户空间中，进程结构包括了进程的代码、数据和堆栈。进程的代码是指进程执行的机器指令，数据是指进程执行时所需的数据，堆栈是指进程的执行栈。在内核空间中，进程结构包括了进程控制块、进程描述符和进程的系统调用接口。 进程控制块是Linux系统中进程的基本描述单元，包含了进程的描述信息、控制信息以及资源信息。进程描述符是Linux系统中进程的基本描述单元，包含了进程的描述信息、控制信息以及资源信息。 7.3Linux下进程创建及进程管理 在Linux中，进程的创建可以通过系统调用来实现。系统调用是操作系统提供的一种机制，允许用户程序_Request操作系统提供的服务。Linux系统提供了多种系统调用来创建进程，包括了fork、vfork和clone等。 fork系统调用是Linux系统中最基本的进程创建系统调用。fork系统调用将创建一个新的进程，该进程是当前进程的副本。vfork系统调用是Linux系统中的一种特殊的进程创建系统调用，vfork系统调用将创建一个新的进程，该进程是当前进程的副本，但vfork系统调用不会拷贝当前进程的地址空间。 clone系统调用是Linux系统中的一种高级的进程创建系统调用。clone系统调用将创建一个新的进程，该进程是当前进程的副本，但clone系统调用允许用户指定新的进程的地址空间和内存布局。 7.4Linux下进程创建相关的系统调用 在Linux中，进程创建相关的系统调用包括了fork、vfork、clone、exec和waitpid等。fork系统调用是Linux系统中最基本的进程创建系统调用。vfork系统调用是Linux系统中的一种特殊的进程创建系统调用。clone系统调用是Linux系统中的一种高级的进程创建系统调用。exec系统调用是Linux系统中的一种进程执行系统调用，exec系统调用将将当前进程的地址空间替换为新的地址空间。waitpid系统调用是Linux系统中的一种进程等待系统调用，waitpid系统调用将等待指定的进程的结束。 7.5守护进程的概念 守护进程是Linux系统中的一种特殊的进程，守护进程是一种在后台运行的进程，通常用于提供系统服务或执行系统任务。守护进程的概念可以从不同的角度来理解。从静态角度看，守护进程是一个程序的一次执行的过程；从动态角度看，守护进程是一个抽象实体，执行某个任务时，将要分配和释放各种资源。 守护进程的启动方法可以通过系统调用来实现。Linux系统提供了多种系统调用来启动守护进程，包括了fork、vfork和clone等。fork系统调用是Linux系统中最基本的进程创建系统调用。vfork系统调用是Linux系统中的一种特殊的进程创建系统调用。clone系统调用是Linux系统中的一种高级的进程创建系统调用。 7.6守护进程的输出及建立方法 守护进程的输出可以通过标准输出流或标准错误流来实现。标准输出流是Linux系统中的一种标准输出机制，标准输出流将进程的输出结果输出到控制台上。标准错误流是Linux系统中的一种标准错误机制，标准错误流将进程的错误信息输出到控制台上。 守护进程的建立方法可以通过系统调用来实现。Linux系统提供了多种系统调用来建立守护进程，包括了fork、vfork和clone等。fork系统调用是Linux系统中最基本的进程创建系统调用。vfork系统调用是Linux系统中的一种特殊的进程创建系统调用。clone系统调用是Linux系统中的一种高级的进程创建系统调用。 7.7编写多进程程序 编写多进程程序可以通过fork系统调用来实现。fork系统调用将创建一个新的进程，该进程是当前进程的副本。编写多进程程序需要考虑进程的同步和通信问题。进程的同步可以通过信号量、互斥锁和条件变量等机制来实现。进程的通信可以通过管道、套接字和共享内存等机制来实现。 7.8编写守护进程 编写守护进程可以通过fork系统调用来实现。fork系统调用将创建一个新的进程，该进程是当前进程的副本。编写守护进程需要考虑守护进程的启动方法、守护进程的输出及建立方法等问题。守护进程的启动方法可以通过系统调用来实现。守护进程的输出可以通过标准输出流或标准错误流来实现。