【进程】进程创建，执行与控制

进程创建

-->进程表

　　系统用一个叫做“进程表”的东西来维护系统中的进程，进程表中的一个条目维护着存储着一个进程的相关信息，比如进程号，进程状态，寄存器值等等...
　　当分配给进程A的“时间片”使用完时，CPU会进行上下文切换以便运行其他进程，比如进程B，这里所谓的“上下文切换”，主要就是在操作那个“进程表”，其将进程A的相关信息（上下文）保存到其对应的进程表项中, 与之相反，其会从对应于进程B的进程表项中读取相关信息并运行之。
　　那么，如果进程A新建了一个进程C呢？进程表会多这样一个表项，并且该表项拥有一个唯一的ID，也就是进程号（PID），进程表项的其他值大部分与进程A的相同，具体说来，就是C和A共享代码段，并且C将A的数据空间，堆栈等复制一份 ，然后从A创建C的地方开始运行。

-->fork()函数

pid_t fork(void);

　　其包含在 unistd.h 头文件中，

其中pid_t是表示“type of process id”的32位整数,

至于函数的返回值，取决于在哪个进程中来检测该值，如果是在新创建的进程中，其为0；如果是在父进程中（创建新进程的进程），其为新创建的进程的id; 如果创建失败，则返回负值。

　　那么如何创建一个新进程以运行一个新程序，那就会乃至exec函数，它们两者相结合就可以了～

进程执行

-->执行程序

　　当启动一个新进程以后，新进程会复制父进程的大部份上下文并接着运行父进程中的代码，如果我们使新进程不运行原父进程的代码，转而运行另外一个程序集中的代码，这就相当于启动了一个新程序。这里的代码我们可以理解成一个可执行程序。
　　所以，要运行一个新程序，需要最基本的两步：

创建一个可运行程序的环境，也就是进程。

将环境中的内容替换成你所希望的，也就是用你希望运行的可执行文件去覆盖新进程中的原有映像，并从该可执行文件的起始处开始执行。

　　要做到第一点，非常简单，fork函数就可以，要做到第二点，则可以利用exec函数族。
　　exec是一族函数的简称，包含在<unistd.h>中它们作用都一样，用一个可执行文件覆盖进程的现有映像，并转到该可执行文件的起始处开始执行。
　　

　　原型如下：

1 int execl(const char *path, const char *arg0, ... /*, (char *)0 */);
2 int execlp(const char *file, const char *arg0, ... /*, (char *)0 */);
3 int execle(const char *path, const char *arg0, ... /*, (char *)0, char *const envp[]*/);
4 int execv(const char *path, char *const argv[]);
5 int execvp(const char *file, char *const argv[]);
6 int execve(const char *path, char *const argv[], char *const envp[]);

　　名字这么相近的函数，感觉好容易混淆，那就从l，v，p，e 这样的后缀来区分：

l：参数为一个逗号分隔的参数列表，并以char* 0作为列表结尾（NULL）

v: 参数为字符串数组，数组的最后一个元素为char* 0

p: 可以通过系统环境变量查找文件位置

e：调用者显示传入环境变量

　　值得注意的是

arg0是可执行文件本身.

最后有一个注释/*, (char*)0 */是提醒我们最后一个参数应该传空字符串。

如果函数运行成功，则不会有任何返回值，否则返回-1,而具体的错误号会被设置在errno，errno是一个全局变量，用于程序设置错误号，跟win32的getLastError函数类似。

注意exec是"覆盖"进程的现有映像(新进程执行结束后便直接退出了).

进程控制

-->wait函数

　　wait函数将当前进程休眠，直到该进程的某个子进程结束或者有特定的信号来唤醒。如果子进程正常结束，则讲子进程的进程id（pid）作为返回值，发生错误则返回－1，而status参数讲传出子进程的结束状态值。
　　原型如下

pid_t wait (int * status); //包含在 <sys/wait.h> 中

-->进程的各个状态

　　TASK_RUNNING
　　可执行状态。这是 “进程正在被CPU执行” 和 “进程正在可执行队列中等待被CPU执行” 统称。也可以将它们拆开成“RUNNING”和“READY”两种状态。
　　TASK_INTERRUPTIBLE 和 TASK_UNINTERRUPTIBLE
　　可中断的睡眠状态 和 不可中断的睡眠状态。处于睡眠状态的进程不会被调度到CPU进行执行，而是否可中断的意思是指进程是否会响应异步信号，如果是可中断的，当进程收到某个信号时其会重新回到TASK_RUNNING状态。值得注意的是，如果处于不可中断的睡眠状态时，进程将不响应异步信号，比如你无法“kill -9”

　　TASK_STOPPED

　　暂停状态。这里的STOPPED是指停止运行（暂停），而不是进程终止。向进程发送SIGSTOP信号可以让进程暂停下来，相反，发送SIGCONT可以将其从TASK_STOPPED状态唤醒而重新进入TASK_RUNNING状态。

　　TASK_TRACED
　　被跟踪状态。一个进程被另一个进程“TRACE（跟踪）"最经典的例子是DEBUG，比如使用gdb或任何一款ide的debug功能。
　　TASK_TRACED和TASK_STOPPED非常相近，都是让进程暂停下来，区别是不能通过向TASK_TRACED的进程发送SIGCONT信号让其恢复，只能由跟踪该进程的那个进程发送PTRACE_CONT,PTRACE_DETACH等，也就是说得让跟踪进程来决定是否挂起或继续被跟踪进程，当然，跟踪进程如果退出，被跟踪进程也会重新回到TASK_RUNNING状态
　　TASK_DEAD
　　僵尸状态。很搞笑的名字，之所以是“僵尸”而不是“死亡”是因为进程已不响应任何信号以及大部分相关数据已被清除，但其TASK_STRUCT结构仍存在，这个结构相当于进程的“躯壳”，还保留着一些信息，父进程可以利用这些信息得到进程终止前的一些状态。如果你看到某些文档上描写的ZOMBIE也是指的这个状态。

-->退出/终止进程

1 void _exit(int status)
2 void exit(int status)

　　这两个函数都是让进程退出.

　　 参数status表示进程将以何种状态退出，在<stdlib.h>中预定义了一些状态，比如EXIT_SUCCESS(值为0)表示以成功状态退出，EXIT_FAILURE(值为1)表示以失败状态退出。

　　调用_exit函数时，其会关闭进程所有的文件描述符，清理内存以及其他一些内核清理函数，但不会刷新流(stdin, stdout, stderr ...).
　　 exit函数是在_exit函数之上的一个封装，其会调用_exit，并在调用之前先刷新流。

void abort ()

　　非正常地退出进程。其会产生一个SIGABORT信号，然后使进程戛然而止，也就意味着其不会进行清理工作, 但它会刷新缓冲区。

void atexit( void (*f) () )

　　如果想在进程正常结束之前干一点自定义的事情，就可以调用这个函数. 其简单地利用你传入的函数指针执行一个函数回调。
　　值得注意的是：其仅仅在调用exit函数结束进程或进程执行完所有代码后自然结束这两种状态下，回调函数才会被执行，也就是说如果进程是被_exit或abort结束的，则atexit函数无效

-->暂停进程

int pause()

　　暂停进程，可以使用pause函数，其会挂起当前进程直到有信号来唤醒或者进程被结束。
　　如果你仅仅需要简单地暂停一下（press any key to continue...）, 可以使用 system("pause")这个系统调用，甚至是getch()之类的。

unsigned sleep(unsigned seconds)

　　sleep系列函数都是让进程挂起一段时间，sleep只能精确到秒，usleep能精确到微妙，而nanosleep传说精度更高。

-->进程跟踪

long ptrace(/*some args*/)

　　要像debug程序一样去跟踪进程，是一个比较复杂的问题。

-->waitpid 与 wait（等待子进程结束）

　　经常看到的关于waitpid的经典例子是：你下载了某个软件的安装程序A，其在安装即将结束时启动了另外一个流氓软件的安装程序B，当B也安装结束后，其告诉你所有安装成功了。A和B分别在不同的进程中，A如何启动B并知道B安装完成了呢？
　　可以很简单地在A中用fork启动B，然后用waitpid(或wait)来等待B的结束。

　

　　参数pid：

如果大于0，表示父进程所需要等待的子进程的进程号

如果等于0，则表示任意任意group id和父进程相同的子进程

如果等于-1, 则表示等待任意子进程（有多个子进程时，任意进程结束，函数都会返回），此时waitpid和wait相同。

如果小于－1，则取其绝对值作为需要等待的子进程的进程号

　　参数stat_loc:
　　表示进程退出时进程状态的存储位置，有一些专门的宏类根据该位置计算状态值
　　另外，waitpid和wait的关系： wait(&status) 等于 waitpid(-1, &status, 0)