重点：
- 进程创建，fork/vfork
- 进程等待
- 进程替换，微型shell，重新认识shell运行原理
- 进程终止，认识$
一、进程创建：
fork函数： 从已存在进程中创建一个新进程。新进程为子进程，原进程为父进程。
2、 进程调用fork，当控制到内核中的fork代码后，内核做：
分配新的内存块和内核数据结构给子进程
将父进程部分数据结构内容拷贝至子进程
添加子进程到系统进程列表当中
fork返回，开始调度器调度
3、写时拷贝
通常，父子代码共享，父子再不写入时，数据也是共享的。
4、fork常规用法
- 一个父进程希望复制自己，使父子进程同时执行不同的代码段。例如：父进程等待客户端请求，生成子进程来处理请求。
- 一个进程要执行一个不同的程序。例如进程从fork返回后，调用exec函数。
5、进程调用失败的原因
资源不够用
1、系统中有太多进程
2、实际用户的进程数超过了限制
6、vfork
也是用来创建子进程，但是 vfork用于创建一个子进程，而
子进程和父进程共享地址空间
，fork的子进程具有独立地址空间。
vfork
图解：
代码验证结果：
父子进程地址一样得原因？
物理内存地址不一样，但其对应的虚拟内存地址一样
fork
图解：
代码验证结果：
vfork保证子进程先运行
，在它调用exec或(exit)之后父进程才可能被调度运行。
代码：
1 #include<stdio.h>
2 #include<stdlib.h>
3 #include<unistd.h>
4 int g_val=100;
5 int main()
6 {
7 pid_t id=vfork();
8 if(id==0){//child
9 // g_val=200;
10 sleep(5);
11 printf("I am child,%d, %p\n",g_val,&g_val);
12 exit(0);
13 }
14 else if(id>0)
15 {//parent
16 sleep(2);
17 printf("I am parent,%d,%p\n",g_val,&g_val);
18 }
19 else{
20 perror("vfork");
21 exit(1);
22 }
23 return 0;
}
不加exit（0），会出现死循环。为什么？
怎么验证子进程在父进程的地址空间中运行？
代码：
1 #include<stdio.h>
2 #include<stdlib.h>
3 #include<unistd.h>
4 int g_val=100;
5 int main()
6 {
7 pid_t id=vfork();
8 if(id==0){//child
9 g_val=200;
10 sleep(5);
11 printf("I am child,%d, %p\n",g_val,&g_val);
12 exit(0);
13 }
14 else if(id>0)
15 {//parent
16 sleep(2);
17 printf("I am parent,%d,%p\n",g_val,&g_val);
18 }
19 else{
20 perror("vfork");
21 exit(1);
22 }
23 return 0;
}
代码运行结果：
总结：
子进程直接改变了父进程的变量值，因为子进程在父进程的地址空间中运行。
二、进程终止：
进程常见退出方法
正常终止（可以通过 echo $? 查看进程退出码）：
1、从main返回
2、调用exit
3、_exit
异常退出:
- ctrl + c,信号终止
进程的退出码？
main函数中return的返回值称为程序的退出码，想通过退出码来知道程序运行正确与否。
在linux下如何获得程序的退出码？
$+？ 称之为程序的退出码
No such file or directory
程序执行完了，但是结果不对，因为它的退出码不对，退出码就转化成为错误消息。
1、正常退出
1）return退出：
main函数return和其他函数return有啥区别？
其他函数return表明该函数退出，main函数还表示进程结束，因此要使进程结束必须在main函数中return。
测试：
1 #include<stdio.h>
2 #include<stdlib.h>
3 #include<unistd.h>
4 int fun()
5 {
6 return 32;
7 }
8 int main()
9 {
10 fun();
11
12 }
测试结果：
1 #include<stdio.h>
2 #include<stdlib.h>
3 #include<unistd.h>
4 int fun()
5 {
6 return 32;
7 }
8 int main()
9 {
10 fun();
11 return 0;
12 }
测试结果：
事实证明main函数的返回值是进程结束的标志，其他函数只表示此函数的退出码
2）exit
总结：
在函数的任何地方调用exit都会导致进程退出
在main函数return才会导致进程退出
在程序结束时的数字叫做程序的退出码
3）_exit
1 #include<stdio.h>
2 #include<stdlib.h>
3 #include<unistd.h>
4 int main()
5 {
6 printf("hello world");
7 sleep(3);
8 exit(12);
9 //return 12;
10 }
exit 和return 在程序退出时都会刷新缓冲区，输出hello world
1 #include<stdio.h>
2 #include<stdlib.h>
3 #include<unistd.h>
4 int main()
5 {
6 printf("hello world");
7 sleep(3);
8 _exit(12);
9
10 }
_exit不会刷新缓冲区，不会输出hello world
进程调用exit时，系统要做哪些工作？
数据和代码都要清理，所对应的PCB数据结构里面的内容也要清理。
2、异常退出：
在任意位置退出称之为异常退出
三、进程等待：
1、存在意义：
1）子进程退出，父进程若不管，就造成僵尸进程，造成内存泄漏
2）僵尸进程无法杀死
3）父进程给子进程的任务完成得如何。
4）父进程通过进程等待的方式，回收进程资源，获取子进程退出信息。
2、方法
1）wait
#include<sys/types.h>
#include<sys/wait.h>
pid_t wait(int *status);- 返回值：成功返回被等待进程pid，失败返回-1.
- 参数：输出型参数，获取子进程退出状态，不关心则可设置为NULL
例;
1 #include<stdio.h>
2 #include<stdlib.h>
3 #include<unistd.h>
4 #include<sys/types.h>
5 #include<sys/wait.h>
6 int main()
7 {
8 pid_t id=fork();
9 if(id==-1){
10 perror("fork");
11 exit(1);
12 }
13 else if(id==0){//子进程
14 printf("I am child: I am pid: %d, I am ppid:% d ",getpid(),getppid());
15 sleep(3);
16 printf("child is done!\n");
17 exit(1);
18 }
19 else{//父进程
20 printf("I am parent: I am pid:%d,I am ppid :%d ",getpid(),getppid());
21 pid_t id=wait(NULL);
printf("father is done!\n");
23 }
24
25 return 0;
26
27 }
加上 pid_t id=wait(NULL)之前：
分析： 由于sleep（3）秒，所以子进程存活时间较长，等待父进程结束后，子进程才结束
。
之后：
由于wait的缘故，父进程必须等待子进程结束后，才能结束
2）waitpid方法
pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);
1、返回值：
当正常返回的时候waitpid返回收集到的子进程的进程ID；
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；
如果调用中出错，则返回-1，这时error会被设置成相应的值以指示错误所在。
2、参数：pid:
pid=-1,等待任一个子进程。与wait等效。
pid_t id=waitpid(-1,NULL,0);
运行结果：
pid>0. 等待其进程ID与pid相等的子进程。
status:
WIFEXITED(status):若为正常终止子进程返回的状态，则为真。（查看进程是否是正常退出）
WEXITSTATUS(status):若WIFEXITED非零，提取子进程退出码。options：
WNOHANG:若pid指定的子进程没有结束，则waitpid()函数返回0，不予以等待。若正常结束，则返回该子进程的ID。
获取子进程status：
1 #include<stdio.h>
2 #include<stdlib.h>
3 #include<unistd.h>
4 #include<sys/types.h>
5 #include<sys/wait.h>
6 int main()
7 {
8 int status=0;
9 pid_t id=fork();
10 if(id==-1){
11 perror("fork");
12 exit(1);
13 }
14 if(id==0){//子进程
15 printf("I am child: I am pid: %d, I am ppid:% d \n",getpid(),getppid());
16 sleep(3);
17 exit(0);
18 }
19 else{//父进程
20 pid_t pid = waitpid(id,&status,0);
21 if(WIFEXITED(status))
22 printf("%d\n",WEXITSTATUS(status));
23 printf("I am parent: I am pid:%d,I am ppid :%d \n",getpid(),getppid());
24
25 }
26
27 return 0;
28
29 }
没收到信号，结果对不对就要通过子进程的退出码来决定
8 int status=0;
9 pid_t id=fork();
10 if(id==-1){
11 perror("fork");
12 exit(1);
13 }
14 if(id==0){//子进程
15 printf("I am child: I am pid: %d, I am ppid:%d \n",getpid(),getppid());
16 sleep(1);
17 printf("child is done...!\n");
18 exit(1);
19 }
20 else{//父进程
21 pid_t pid = waitpid(id,&status,0);
22 printf("I am parent: I am pid:%d,I am ppid:%d \n",getpid(),getppid());
23 if(pid>0)
24 {
25 printf("child get sig is :%d,exit code:%d\n",status&0x7F,(status>>8)&0xFF);
26 }
27 printf("father done..!,my son is quit ,pid is:%d\n",pid);
28 }
父进程没收到子进程被杀的信号，父进程知道子进程事有没有办好
异常退出，退出码毫无意义
阻塞式：调度器一直调用子进程，不管父进程，子进程不结束，父进程就一直在等。
1 #include<stdio.h>
2 #include<stdlib.h>
3 #include<unistd.h>
4 #include<sys/types.h>
5 #include<sys/wait.h>
6 int main()
7 {
8 int status=0;
9 pid_t id=fork();
10 if(id==-1){
11 perror("fork");
12 exit(1);
13 }
14 if(id==0){//子进程
15 printf("I am child: I am pid: %d, I am ppid:%d \n",getpid(),getppid());
16 while(1){
17 sleep(1);
18
19 }
20 printf("child is done...!\n");
21 exit(1);
22 }
23 else{//父进程
24
25 pid_t pid = waitpid(id,&status,0);
printf("I am parent: I am pid:%d,I am ppid:%d \n",getpid(),getppid());
26 if(pid>0)
27 {
28 printf("child get sig is :%d,exit code:%d\n",status&0x7F,(status>>8)&0xFF);
29 }
30 printf("father done..!,my son is quit ,pid is:%d\n",pid);
31 }
32
33 return 0;
34
35 }
-- INSERT --
再开一个终端：
则：父进程收到子进程被杀掉的信号，则父进程回收子进程的id
子进程一直运行，父进程一直等待
非阻塞式：
1 #include<stdio.h>
2 #include<stdlib.h>
3 #include<unistd.h>
4 #include<sys/types.h>
5 #include<sys/wait.h>
6 int main()
7 {
8 int status=0;
9 pid_t id=fork();
10 if(id==-1){
11 perror("fork");
12 exit(1);
13 }
14 if(id==0){//子进程
15 printf("I am child: I am pid: %d, I am ppid:%d \n",getpid(),getppid());
16 while(1){
17 sleep(1);
18 }
19 printf("child is done...!\n");
20 exit(1);
21 }
22 else{//父进程
23 // pid_t pid = waitpid(id,&status,0);
printf("I am parent: I am pid:%d,I am ppid:%d \n",getpid(),getppid());
25 pid_t ret;
26 do{
27 ret=waitpid(-1,&status,WNOHANG);
28 if(ret==0){
29 printf("father do other things!\n");
30 }
31 else if(ret>0)
32 {
33 printf("father wait success!\n");
34 if(WIFEXITED(status)){
35 printf("child exit code is:%d\n",WEXITSTATUS(status));
36 }
37 else{
38 printf("child is quit by signal!\n");
39 }
40 break;
41 }
42 else{
43 printf("waitpid error!\n");
44 break;
45 }
46 sleep(1);
47 }while(1);
48 // if(pid>0)
49 // {
50 // printf("child get sig is :%d,exit code:%d\n",status&0x7F,(status>>8)&0xFF);
51 // }
52 printf("father done..!");
53 }
54 return 0;
55 }
父进程再检测子进程，但子进程一直没退出，
信号中断：
开另一个终端：
结果：
父进程成功退出，子进程被信号中断
正常退出：
去掉while(1){ }，让子进程睡5秒
等待失败：
1、ret=waitpid(id+4,&status,WNOHANG);
2、else{
printf("waitpid error!,%d\n",ret);
}
接受失败，返回-1
进程替换见下篇文章。