1.进程标识符
每一个进程都有一个非负整形表示的唯一进程ID。系统中的专用进程，ID为0进程一般为调度进程，也叫交换进程，或系统进程（为内核的一部分）。进程ID1通常为init进程，在自举过程结束时由内核调用。init通常读与系统有关的初始化文件，并将系统引导到一个状态（例如多用户）。进程ID 2是页守护进程。此进程负责支持虚拟存储系统的分页操作。
#include<unistd.h> pid_t getpid(void);//返回值：调用进程的进程ID pid_t getppid(void);//返回值：调用进程的父进程ID uid_t getuid(void);//返回值：调用进程的实际用户ID uid_t geteuid(void);//返回值：调用进程的有效用户ID gid_t getgid(void);//返回值：调用进程的实际组ID gid_t getegid(void);//返回值：调用进程的有效组ID
2.fork函数
#include<unistd.h> pid_t fork(void);//返回值：子进程中返回0，父进程中返回子进程ID，出错返回-1
由fork创建的新进程被称为子进程。fork函数被调用一次，但返回两次。子进程返回0，父进程返回值是新子进程的进程ID。
（2）父、子进程的区别：
fork的返回值；进程ID不同；两个进程具有不同的父进程ID：子进程的父进程ID是创建它的进程的ID，父进程的父进程ID则不变；父进程设置的文件锁不会被子进程继承；子进程的未处理的闹钟被清除；子进程的未处理信号集设置为空集
（3）fork的两种用法 ：
a.父子进程同时执行不同的代码段，父进程等待客户端的服务请求。子进程处理此请求。父进程等待下一个服务请求到达。
b.一个进程要执行一个不同的程序，shell中常见，子进程从fork返回后立即调用exec
（4）fork（）函数通过系统调用创建一个与原来进程几乎完全相同的进程，这个新产生的进程称为子进程。一个进程调用fork（）函数后，系统先给新的进程分配资源，例如存储数据和代码的空间。然后把原来的进程的所有值都复制到新的新进程中，只有少数值与原来的进程的值不同。相当于克隆了一个自己。需要注意的一点：就是调用fork函数之后，一定是
两个进程同时执行的代码段是fork函数之后的代码
，而之前的代码以及由父进程执行完毕。下面来看一个很简单的例子。
fork函数返回两个值
- 返回一个大于0的值给父进程
- 返回0给子进程
- 返回其他值说明fork失败了
3.exec函数
5种为正常终止：
1）从main返回;
2）调用exit；
3）调用_
exit
或
_
Exit;
4）最后一个线程从其启动例程返回；
5）最后一个线程调用pthread_exit
异常终止3种方式：
1）调用abord；
2）接到一个信号并终止；
3）最后一个线程对取消请求做出响应
用fork函数创建子进程后，子进程往往调用一种exec函数以执行另一个程序，当进程调用一种exec函数时，该进程执行的程序完全替换为新程序，从其main函数开始执行。
僵死进程
一个已经终止，但其父进程尚未对其进行善后处理（获取终止子进程的有关信息，释放它任占用的资源）的进程被称为僵死进程。
4.vfork函数
vfork用于创建一个新进程，与fork区别：
它不将父进程的地址空间完全复制到子进程，因为子进程会立即调用exec（或exit）。于是也就不会存访改地址空间。
例：
#include "apue.h"
int glob = 6;
int main(void)
{
int var;
pid_t pid;
var = 90;
printf("before vfork\n");
if((pid = vfork())<0)
err_sys("vfork false");
else if(pid == 0)
{
var++;
glob++;
printf("child pid: %d(0x%x)\n",getpid(),getpid());
_exit(0);
}
//----------parent continue here
printf("father pid:%d glob = %d var = %d\n",getpid(),glob,var);
}
运行结果
5.wait与waitid函数
调用wait或waitpid的进程可能发生的情况：
- 如果其所有子进程都还在运行，则阻塞
- 如果一个子进程已终止，正等待父进程获取其终止状态，则取得该子进程的终止状态立即返回。
- 如果它没有任何子进程，则立即出错返回
#include <sys/types.h> /* 提供类型pid_t的定义 */ #include <sys/wait.h> pid_t wait(int *status)
进程一旦调用了wait，就立即
阻塞
自己，由wait自动分析是否当前进程的某个子进程已经退出，如果让它找到了这样一个已经变成僵死的子进程，wait就会收集这个子进程的信息，并把它彻底销毁后返回；如果没有找到这样一个子进程，wait就会一直阻塞在这里，直到有一个出现为止。
参数status用来保存被收集进程退出时的一些状态，它是一个指向int类型的指针。但如果我们对这个子进程是如何死掉的毫不在意，只想把这个
僵死进程
消灭掉，（事实上绝大多数情况下，我们都会这样想），我们就可以设定这个参数为NULL，就象下面这样：
pid = wait(NULL);
如果成功，wait会返回被收集的子进程的进程ID，如果调用进程没有子进程，调用就会失败，此时wait返回-1，同时errno被置为ECHILD。
wait调用例程：
/* wait1.c */
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
main()
{
pid_t pc,pr;
pc=fork();
if(pc<0) /* 如果出错 */
printf("error ocurred!\n");
else if(pc==0){ /* 如果是子进程 */
printf("This is child process with pid of %d\n",getpid());
sleep(1); /* 睡眠1秒钟 */
}
else{ /* 如果是父进程 */
pr=wait(NULL); /* 在这里等待 */
printf("I catched a child process with pid of %d\n",pr);
}
exit(0);
}
运行结果
可以明显注意到，在第2行结果打印出来前有1秒钟的等待时间，这就是我们设定的让子进程睡眠的时间，只有子进程从睡眠中苏醒过来，它才能正常退出，也就才能被父进程捕捉到。父进程的等待时间随子进程睡眠时间变化而变化。
参数status：
如果参数status的值不是NULL，wait就会把子进程退出时的状态取出并存入其中，这是一个整数值（int），指出了子进程是正常退出还是被非正常结束的（一个进程也可以被其他进程用信号结束），以及正常结束时的返回值，或被哪一个信号结束的等信息。由于这些信息被存放在一个整数的不同二进制位中，所以用常规的方法读取会非常麻烦，人们就设计了一套专门的宏（macro）来完成这项工作，下面我们来学习一下其中最常用的两个：
1、WIFEXITED(status) 这个宏用来指出子进程是否为正常退出的，如果是，它会返回一个非零值（请注意，虽然名字一样，这里的参数status并不同于wait唯一的参数---指向整数的指针status，而是那个指针所指向的整数，切记不要搞混了）
2、WEXITSTATUS(status) 当WIFEXITED返回非零值时，我们可以用这个宏来提取子进程的返回值，如果子进程调用exit(5)退出，WEXITSTATUS(status) 就会返回5；如果子进程调用exit(7)，WEXITSTATUS(status)就会返回7。请注意，如果进程不是正常退出的，也就是说， WIFEXITED返回0，这个值就毫无意义。
下面通过例子来实战一下我们刚刚学到的内容：
/* wait2.c */
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
main()
{
int status;
pid_t pc,pr;
pc=fork();
if(pc<0) /* 如果出错 */
printf("error ocurred!\n");
else if(pc==0){ /* 子进程 */
printf("This is child process with pid of %d\n",getpid());
exit(3); /* 子进程返回3 */
}
else{ /* 父进程 */
pr=wait(&status);
if(WIFEXITED(status)){ /* 如果WIFEXITED返回非零值 */
printf("the child process %d exit normally.\n",pr);
printf("the return code is %d.\n",WEXITSTATUS(status));
}else /* 如果WIFEXITED返回零 */
printf("the child process %d exit abnormally.\n",pr);
}
}
运行结果
父进程准确捕捉到了子进程的返回值3，并把它打印了出来。
waitpid函数
#include <sys/types.h> /* 提供类型pid_t的定义 */ #include <sys/wait.h> pid_t waitpid(pid_t pid,int *statusp,int options)
从本质上讲，系统调用waitpid和wait的作用是完全相同的，但waitpid多出了两个可由用户控制的参数pid和options，从而为我们编程提供了另一种更灵活的方式。下面我们就来详细介绍一下这两个参数：
1.pid：
从参数的名字pid和类型pid_t中就可以看出，这里需要的是一个进程ID。但当pid取不同的值时，在这里有不同的意义。
pid > 0时，只等待进程ID等于pid的子进程，不管其它已经有多少子进程运行结束退出了，只要指定的子进程还没有结束，waitpid就会一直等下去。
pid == -1时，等待任何一个子进程退出，没有任何限制，此时waitpid和wait的作用一模一样。
pid == 0时，等待同一个进程组中的任何子进程，如果子进程已经加入了别的进程组，waitpid不会对它做任何理睬。
pid<-1时，等待一个指定进程组中的任何子进程，这个进程组的ID等于pid的绝对值。
2.statusp
：如果statusp参数是非空的，那么waitpid就会在status中放上关于导致返回子进程的状态信息，status是statusp指向的指。status参数的几个宏：
WIFEXITED(status):如果子进程通过调用exit或者返回正常终止，就返回真。
WEXITSTATUS(status):返回一个正常终止的子进程的退出状态，只有在WIFEXITED()返回为真时，才会定义这个状态。
3.options
：options提供了一些额外的选项来控制waitpid，目前在Linux中支持WNOHANG、WUNTRACED和WCONTINUED选项，可以用"|"运算符把它们连接起来使用，比如：
ret=waitpid(-1,NULL,WNOHANG | WUNTRACED);
如果我们不想使用它们，也可以把options设为0，如：
ret=waitpid(-1,NULL,0);
如果使用了WNOHANG参数调用waitpid，即使没有子进程退出，它也会立即返回，不会像wait那样永远等下去。
而WUNTRACED参数，涉及到一些跟踪调试方面的知识，极少用到。
WCONTINUED参数，由pid指定的任一子进程再暂停后已经继续，但其状态尚未报告，则返回其状态。
wait就是经过包装的waitpid，察看<内核源码目录>:
static inline pid_t wait(int * wait_stat)
{
return waitpid(-1,wait_stat,0);
}
waitpid函数和wait函数的区别：
返回值和错误
waitpid的返回值比wait稍微复杂一些，一共有3种情况：
1、当正常返回的时候，waitpid返回收集到的子进程的进程ID；
2、如果设置了选项WNOHANG，而调用中waitpid发现没有已退出的子进程可收集，则返回0；
3、如果调用中出错，则返回-1，这时errno会被设置成相应的值以指示错误所在；
当pid所指示的子进程不存在，或此进程存在，但不是调用进程的子进程，waitpid就会出错返回，这时errno被设置为ECHILD；
不同功能
witpid函数提供了wait函数没有提供的三个功能
- waitpid可等待一个特定的进程，而wait则返回任一终止子进程的状态。
- waitpid提供一个wait的非阻塞版本。有时用户希望取得一个子进程的状态，但不想阻塞。
- waitpid支持作业控制（利用WUNTRACED和WCONTINUED选项）
/* waitpid例程1 */
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
main()
{
pid_t pc, pr;
pc=fork();
if(pc<0) /* 如果fork出错 */
printf("Error occured on forking.\n");
else if(pc==0){ /* 如果是子进程 */
sleep(10); /* 睡眠10秒 */
exit(0);
}
/* 如果是父进程 */
do{
pr=waitpid(pc, NULL, WNOHANG); /* 使用了WNOHANG参数，waitpid不会在这里等待 */
if(pr==0){ /* 如果没有收集到子进程 */
printf("No child exited/n");
sleep(1);
}
}while(pr==0); /* 没有收集到子进程，就回去继续尝试 */
if(pr==pc)
printf("successfully get child %d/n", pr);
else
printf("some error occured/n");
}
运行结果
/*waitpid例程2*/
#include<sys/types.h>
#include<sys/wait.h>
#include<unistd.h>
#include<stdio.h>
#include<errno.h>
#include<stdlib.h>
void unix_error(char *msg)
{
fprintf(stderr, "%s:%s\n",msg,strerror(errno));//打印错误情况
exit(0);
}
pid_t Fork(void)
{
pid_t pid;//创建进程
if((pid = fork())<0)
unix_error("Fork error");
return pid;
}
void main()
{
int status;
pid_t pid;
printf("hello\n");
pid=Fork();
printf("%d\n",!pid);
if(pid != 0 )
{
if(waitpid(-1,&status,0)>0)
{
if(WIFEXITED(status)!=0)
printf("%d\n",WEXITSTATUS(status));
}
}
printf("bye\n");
exit(0);
}
进程图：
结果：
