进程控制进程号父进程号进程组号标准 I/O 提供三种类型的缓冲进程的创建 fork 函数创建一个子进程实现多任务验证父子进程分别有各自独立的地址空间验证子进程继承父进程的缓冲区

进程控制

进程号

每个进程都由一个进程号来标识，其类型为 pid_t，进程号的范围： 0～32767( 2^15 )

进程号总是唯一的，但进程号可以重用

当一个进程终止后，其进程号就可以再次使用了

在 linux 系统中进程号由 0 开始

进程号为 0 及 1 的进程由内核创建

进程号为 0 的进程通常是调度进程，常被称为交换进程(swapper)

进程号为 1 的进程通常是 init 进程

除调度进程外，在 linux 下面所有的进程都由进程 init 进程直接或者间接创建

进程号(PID):

标识进程的一个非负整型数

父进程号(PPID):

任何进程(除 init 进程)都是由另一个进程创建，该进程称为被创建进程的父进程，对应的进程号称为父进
程号(PPID)

进程组号(PGID):

进程组是一个或多个进程的集合

他们之间相互关联，进程组可以接收同一终端的各种信号，关联的进程有一个进程组号(PGID)

Linux 操作系统提供了三个获得进程号的函数 getpid()、 getppid()、 getpgid()

例子：

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    pid_t pid;
    pid_t ppid;
    pid_t pgid;

    // 获取本进程号
    pid = getpid();
    // 获取调用此函数的进程的父进程号
    ppid = getppid();
    // 获取进程组号，参数为 0 时返回当前 PGID， 否则返回参数指定的进程的 PGID
    pgid = getpgid(pid);

    printf("pid = %d\n",pid);
    printf("ppid = %d\n",ppid);
    printf("pgid = %d\n",pgid);
    return 0;
}

结果：

进程的创建 fork 函数

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

/*
 * 从一个已存在的进程中创建一个新进程， 新进程称为子进程， 原进程称为父进程
 *return：
 *     成功：子进程返回0 父进程返回子进程ID
 *     错误：-1
 */
pid_t fork(void);
pid_t vfork(void);

地址空间:
进程上下文、进程堆栈、打开的文件描述符、信号控制设定、进程优先级、进程组号
子进程所独有的只有它的进程号，计时器

创建一个子进程实现多任务：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    pid_t pid;
    
    pid = fork();
    if(pid < 0)
    {
        perror("fork");
    }

    if(0 == pid)
    {
        while(1)
        {
            printf("this is son process\n");
            sleep(1);
        }
    }
    else
    {
        while(1)
        {
            printf("this is father process\n");
            sleep(1);
        }
    }
    return 0;
}

结果：

验证父子进程分别有各自独立的地址空间

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int var = 10;

int main(int argc, char *argv[])
{
    pid_t pid;
    int num = 9;

    pid = fork();
    if(pid < 0)
    {
        perror("fork");
    }

    if(0 == pid)
    {
        var++;
        num++;
        printf("in son process var = %d, num = %d\n",var, num);
    }
    else
    {
        sleep(1);
        printf("in father process var= %d, num = %d\n",var, num);
    }
    printf("common code area\n");
    return 0;
}

结果：

结论：

子进程对变量改变并不影响父进程中该变量的值，说明父子进程各自拥有自己的地址空间

在 fork 之后是父进程先执行还是子进程先执行是不确定，这取决于内核所使用的调度算法
如要求父子进程之间相互同步，则要求某种形式的进程间通信

标准 I/O 提供三种类型的缓冲：
全缓冲:(大小不定)
填满标准 I/O 缓冲区后，才进行实际的 I/O 操作

术语冲洗缓冲区的意思：进行标准 I/O 写操作
行缓冲： (大小不定)
在遇到换行符时，标准 I/O 库执行 I/O 操作

这种情况允许我们一次输入一个字符，但只有写了一行后才进行实际的 I/O 操作
不带缓冲

验证子进程继承父进程的缓冲区：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    pid_t pid;
    int length = 0;
    char buf[] = "a write to stdout\n";

    length = write(1, buf, strlen(buf));

    if(length != strlen(buf))
    {
        printf("write error\n");
    }
    
    printf("before fork\n");
    pid = fork();
    if(pid < 0)
    {
        perror("fork");
    }

    if(0 == pid)
    {
        printf("in son process\n");
    }
    else
    {
        sleep(1);
        printf("in father process\n");
    }

    return 0;
}

打印：