Linux进程控制:fork, exec, wait与exit
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更新于2024-09-10
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“Linux C开发笔记”
在Linux操作系统中,进程是执行中的程序实例,具有独立的内存空间和系统资源。本笔记主要介绍了Linux环境下的进程控制机制,包括进程的创建、执行、同步以及退出等核心概念。
1. 进程与程序的区别:一个进程代表着程序的动态执行状态,是系统分配资源的基本单位,而程序则是一个静态的可执行文件。进程是动态的,具有生命周期,而程序是静态存储在磁盘上的。
2. 进程并发执行:多个进程可以同时执行同一个程序,这是通过操作系统内核的调度实现的。每个进程拥有自己独立的内存空间,互不干扰。
3. 进程创建:使用`fork()`函数,可以创建一个新的进程,即子进程。父进程和子进程是并发执行的,`fork()`调用后,代码从同一位置开始执行,但各自拥有独立的进程标识符(PID)。
4. `fork()`返回值:在父进程中,`fork()`返回子进程的PID,而在子进程中,返回值为0,这样可以区分父进程和子进程。
5. `exec()`函数:用于替换当前进程的执行上下文,加载并运行新的程序。例如,调用`exec()`执行`ls`命令后,原有的进程将被`ls`程序取代,内存中的数据和状态也随之改变。
6. 进程同步:`wait(NULL)`函数使得父进程等待子进程结束,提供了一种简单的同步机制。当子进程结束后,父进程会被唤醒。
7. `fork()`与`exec()`结合使用:通常,先使用`fork()`创建子进程,然后在子进程中调用`exec()`执行新的程序,这样可以创建新的程序实例,而不影响父进程。
8. 文件描述符继承:子进程继承父进程打开的文件描述符,这意味着它们可以共享打开的文件。`exec()`函数执行后不会改变这些文件描述符的状态。
9. `exit()`函数:进程结束时调用,它会关闭所有打开的文件,清理资源,并向父进程传递退出状态。成功退出返回0,非0表示异常结束。
10. `wait()`函数:父进程调用`wait()`暂停自身,直到一个子进程结束。返回值是结束子进程的PID,如果没有子进程结束,则返回-1。
11. 子进程的退出状态:子进程通过`exit()`返回的值会被传递给父进程,存储在`exit_status`的低位中。这允许父进程得知子进程的执行结果。
12. 进程标识符(PID):每个进程都有一个唯一的非负整数ID,由内核分配,用于区分系统中的不同进程。
以上内容详细解释了Linux环境下C语言进行进程控制的关键知识点,包括进程的创建、执行、同步、通信以及资源管理,对于理解和实践Linux系统编程至关重要。
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