[7]Linux程序控制

[1]程序的基礎知識：

程序是一個具有一定獨立功能的程式的一次運作活動。程序具有的特點：動态性、并發性、獨立性、異步性。

程序的基本狀态：

程序的辨別符：

• 程序ID（PID)：辨別程序的唯一數字。
• 父程序的ID（PPID)。
• 啟動程序的使用者ID（UID）。

程序互斥：

程序互斥是指當有若幹程序都要使用某一共享資源時，任何時刻最多允許一個程序使用，其他要使用該資源的程序必須等待，直到占用該資源者釋放了該資源為止。

程序同步：

一組并發程序按一定的順序執行的過程稱為程序間的同步。具有同步關系的一組并發程序稱為合作程序，合作程序間互相發送的信号稱為消息或事件。

程序排程：

程序排程按一定算法，從一組待運作的程序中選出一個來占有CPU運作。排程方式分為：搶占式排程、非搶占式排程。

常用的排程算法：

- 先來先服務排程算法；

- 短程序優先排程算法；

- 高優先級優先排程算法；

- 時間片輪轉法。

死鎖：

多個程序因競争資源而形成一種僵局，若無外力作用，這些程序都将永遠不能再向前推進。

程序控制函數：

擷取程序ID：

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
pid_t getpid(void);     //擷取本程序ID。
pid_t getppid(void);    //擷取父程序ID。
           

建立子程序（fork）：

#include <unistd.h>
pid_t fork(void);
           

fork的奇妙之處在于它被調用一次，卻傳回兩次，它可能有三種不同的傳回值：

1. 在父程序中，fork傳回新建立的子程序的PID；

2. 在子程序中，fork傳回0；

3. 如果出現錯誤，fork傳回一個負值。

建立子程序（vfork）：

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
pid_t vfork(void)
//功能：建立子程序。
           

fork與vfork的差別：

1. fork:子程序拷貝父程序的資料段；vfork:子程序與父程序共享資料段；

2. fork:父、子程序的執行次序不确定；vfork:子程序先運作，父程序後運作。

3. 網上抄的一段，可以再了解了解：

為什麼會有vfork，因為以前的fork很傻，它建立一個子程序時，将會建立一個新的位址空間，并且拷貝父程序的資源，而往往在子程序中會執行exec調用。這樣，前面的拷貝工作就是白費力氣了，這種情況下，聰明的人就想出了vfork，它産生的子程序剛開始暫時與父程序共享位址空間（其實就是線程的概念了），因為這時候子程序在父程序的位址空間中運作，是以子程序不能進行寫操作，并且在兒子霸占着老子的房子時候，要委屈老子一下了，讓他在外面歇着（阻塞），一旦兒子執行了exec 或者exit 後，相于兒子買了自己的房子了，這時候就相于分家了。

exec函數族：

exec用被執行的程式替換調用它的程式。差別在于：fork建立一個新的程序，産生一個新的PID。exec啟動一個新程式，替換原有的程序，是以程序的PID不會改變。

execl

#include<unistd.h>
int execl(const char * path,const char * arg1, ....);
           

• path：被執行程式名（含完整路徑）;
• arg1 – argn: 被執行程式所需的指令行參數（含程式名），以空指針（NULL）結束。

execlp

#include<unistd.h>
int execlp(const char * path,const char * arg1, …);
           

• path：被執行程式名（不含路徑，将從path環境變量中查找該程式）；
• arg1 – argn: 被執行程式所需的指令行參數，含程式名。以空指針（NULL）結束。

execv

#include<unistd.h>
int execv (const char * path, char * const argv[]);
           

• path：被執行程式名（含完整路徑）；
• argv[]: 被執行程式所需的指令行參數數組。

system

#include <stdlib.h>
int system( const char* string );//C庫函數
           

調用fork産生子程序，由子程序來執行參數string所代表的指令。

程序等待（wait）:

#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
pid_t wait (int* status);
           

程序一旦調用了wait，就立即阻塞自己，由wait自動分析是否目前程序的某個子程序已經退出，如果讓它找到了這樣一個已經變成僵屍的子程序，wait就會收集這個子程序的資訊，并把它徹底銷毀後傳回；如果沒有找到這樣一個子程序，wait就會一直阻塞在這裡，直到有一個出現為止。