网络编程函数

1.fork()函数与vfork()函数

1.1 fork()函数
1.2 vfork()函数

2.exec函数族
3.exit()函数与_exit()函数
4.wait()函数与waitpid()函数
5.父子进程和fork的理解

1.fork()函数与vfork()函数

1.1 fork()函数

使用fork()函数得到的子进程是父进程的复制品，子进程完全复制了父进程的资源，包括进程上下文、代码区、数据区、堆区、栈区、内存信息、打开文件的文件描述符、信号处理函数、进程优先级、进程组号、当前工作目录、根目录、资源限制和控制终端等信息，而子进程与父进程的区别有进程号、资源使用情况和计时器等；

在使用fork()函数创建子进程的时候，我们的头脑内始终要有一个概念：在调用fork()函数前是一个进程在执行这段代码，而调用fork()函数后就变成了两个进程在执行这段代码。两个进程所执行的代码完全相同，都会执行接下来的if-else判断语句块。
当子进程从父进程内复制后，父进程与子进程内都有一个"pid"变量：

在父进程中，fork()函数会将子进程的PID返回给父进程，即父进程的pid变量内存储的是一个大于0的整数；
而在子进程中，fork()函数会返回0，即子进程的pid变量内存储的是0；如果创建进程出现错误，则会返回-1，不会创建子进程。

fork()函数一般不会返回错误，若fork()函数返回错误，则可能是当前系统内进程已经达到上限，或者内存不足
父子进程的运行先后顺序是完全随机的（取决于系统的调度）；

1.2 vfork()函数

vfork函数:内核不再给子进程创建虚拟空间，直接让子进程共享父进程的虚拟空间。当父子进程中有更改相应段的行为发生时，再为子进程相应的段创建虚拟空间并分配物理空间。在vfork()函数创建子进程后父进程会阻塞，保证子进程先行运行。

vfork()函数创建的子进程会与父进程（在调用exec函数族函数或exit()函数前）共用地址空间，此时子进程如果使用变量则会直接修改父进程的变量值。因此，vfork()函数创建的子进程可能会对父进程产生干扰。另外，如果子进程未调用exec函数族函数或exit()函数，则父子进程会出现死锁现象。

举个例子，vfork()函数创建了一个“儿子”暂时“霸占”“老爹”的房产，此时需要委屈老爹一下，让老爹歇息（阻塞）。当儿子买房了（执行exec函数族函数）或者儿子死了（执行exit()退出），就相当于分家了，此时老爹得到自己的房产。

2.exec函数族

如果我们使用fork()函数创建一个子进程，则该子进程几乎复制了父进程的全部内容，也就是说，子进程与父进程在执行同一个可执行程序。那么我们能否让子进程不执行父进程正在执行的程序呢？
exec函数族内的函数可以根据指定的文件名或目录名找到可执行程序，并加载新的可执行程序，替换掉旧的代码区、数据区、堆区、栈区与其他系统资源。这里的可执行程序既可以是二进制文件，也可以是脚本文件。在执行exec函数族函数后，除了该进程的进程号PID，其他内容都被替换了。execl(完整的路径名，列表……)；

        int execl(const char *path, const char *arg,…)
        int execlp(const char *file, const char *arg,…)
        int execle(const char *path, const char *arg,…, char *const envp[])
        int execv(const char *path, char *const argv[])
        int execvp(const char *file, char *const argv[])
        int execve(const char *path, char *const argv[], char *const envp[])
		execl(完整的路径名，列表……)；
        execlp(文件名，列表……)；
        execle(完整的路径，列表……，环境变量的向量表)
        execv(完整的路径名，向量表)；
        execvp(文件名，向量表)；
        execve(完整的路径，向量表，环境变量的向量表)

函数参数：
    path：文件路径，使用该参数需要提供完整的文件路径
    file：文件名，使用该参数无需提供完整的文件路径，终端会自动根据$PATH的值查找文件路径
    arg：以逐个列举方式传递参数
    argv：以指针数组方式传递参数
    envp：环境变量数组
返回值：-1（通常情况下无返回值，当函数调用出错才有返回值-1）

3.exit()函数与_exit()函数

我们需要结束一个进程的时候，我们可以使用exit()函数或_exit()函数来终止该进程。当程序运行到exit()函数或_exit()函数时，进程会无条件停止剩下的所有操作，并进行清理工作，最终将进程停止。
函数原型：
void exit(int status)
函数参数：
status 表示让进程结束时的状态（会由主进程的wait();负责接收这个返回值【也可以不接收】–>类似函数的返回值），默认使用0表示正常结束

_exit()函数直接使进程停止运行，当调用_exit()函数时，内核会清除该进程的内存空间，并清除其在内核中的各种数据。

exit() 函数则在_exit()函数的基础上进行了升级，在退出进程之间增加了若干工序。exit()函数在终止进程之前会检测进程打开了哪些文件，并将缓冲区内容写回文件。

4.wait()函数与waitpid()函数

函数wait原型：
        pid_t wait(int *status)

函数参数：
status 保存子进程结束时的状态（由exit();返回的值）。使用地址传递，父进程获得该变量。若无需获得状态，则参数设置为NULL

pid = wait(NULL);//等待子进程结束

函数waitpid():

函数参数：

pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options)

pid pid是一个整数，具体的数值含义为：
pid>0 回收PID等于参数pid的子进程
pid==-1 回收任何一个子进程。此时同wait()
pid==0 回收其组ID等于调用进程的组ID的任一子进程
pid<-1 回收其组ID等于pid的绝对值的任一子进程
status 同wait()
options
0：同wait()，此时父进程会阻塞等待子进程退出
WNOHANG：若指定的进程未结束，则立即返回0（不会等待子进程结束）

返回值：

0 已经结束运行的子进程号
0 使用WNOHANG选项且子进程未退出
-1 错误

//循环判断；
ret = waitpid(pid,NULL,WNOHANG);//回收子进程，使用WNOHANG选项参数

以上内容来源

如有侵权，请留言，我将删除，感谢上面博客的笔记；

5.父子进程和fork的理解

#include <unistd.h> 
#include <sys/types.h> 
main () 
{ 
        pid_t pid; 
        pid=fork(); 
        if (pid < 0) 
                printf("error in fork!"); 
        else if (pid == 0) 
                printf("i am the child process, my process id is %d\n",getpid()); 
        else 
                printf("i am the parent process, my process id is %d\n",getpid()); 
}

应用fork()函数为什么if和else都执行了？

这里的if和else不是以前理解的选择分支。fork后产生的子进程和父进程并行运行的.这种理解是不正确的。if 和 else 还是选择分支。主要的原因是，fork() 函数调用一次，返回两次。两次返回的区别是：子进程的返回值是0，父进程返回值为新子进程的进程ID。

顿悟：
当调用了fork函数，它会返回两个值，并不是执行了fork()那句后，一下返回两个值，而是分别返回，所以如果先返回>0，就先执行父进程，在父进程执行过程中，子进程在某个时候被调用，再次回到fork函数那里，fork函数再返回一个pid,其为0，即执行子进程；执行子进程后在进入执行父进程之后的部分，有点绕；
如下：

#include <unistd.h> 
#include<stdio.h>
#include <sys/types.h> 
main () 
{ 
        pid_t pid; 
        pid=fork(); 
	printf("pid:%u\n",pid);
   
        if (pid == 0) 
                printf("i am the child process, my process id is %d\n",getpid()); 
        else 
                {printf("i am the parent process, my process id is %d\n",getpid()); 
                //子进程被调用；跳到fork函数那里,执行完上面的if后再执行后面的；
                printf("after runing child!\n");
                }
}

输出：

pid:28931
i am the parent process, my process id is 28930
pid:0
i am the child process, my process id is 28931

但是只有一个pid=fork(); 呀，fork()返回的第二次值在什么时候赋给pid呢
pid这个变量是有两个的，父进程一个，子进程一个;
pid=fork();
操作系统创建一个新的进程（子进程），并且在进程表中相应为它建立一个新的表项。新进程和原有进程的可执行程序是同一个程序；上下文和数据，绝大部分就是原进程（父进程）的拷贝，但它们是两个相互独立的进程！此时程序寄存器pc，在父、子进程的上下文中都声称，这个进程目前执行到fork调用即将返回（此时子进程不占有CPU，子进程的pc不是真正保存在寄存器中，而是作为进程上下文保存在进程表中的对应表项内）。问题是怎么返回，在父子进程中就分道扬镳。

父进程继续执行，操作系统对fork的实现，使这个调用在父进程中返回刚刚创建的子进程的pid（一个正整数），所以下面的if语句中pid<0, pid==0的两个分支都不会执行。所以输出i am the parent process…

子进程在之后的某个时候得到调度，它的上下文被换入，占据 CPU，操作系统对fork的实现，使得子进程中fork调用返回0。所以在这个进程（注意这不是父进程了哦，虽然是同一个程序，但是这是同一个程序的另外一次执行，在操作系统中这次执行是由另外一个进程表示的，从执行的角度说和父进程相互独立）中pid=0。这个进程继续执行的过程中，if语句中 pid<0不满足，但是pid==0是true。所以输出i am the child process…

内容来自

网络编程：fork、vfort、exec、wait等函数