Linux学习小结（fork 进程复制）_fork复制的代码范围

 

目录

fork()的基本概念:

写实拷贝技术： 

fork函数实例：

fork()的执行过程

PCB:

僵尸进程：

如何杀死僵尸进程

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fork()的基本概念:

 一个进程，包括代码、数据和分配给进程的资源。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，也就是两个进程可以做完全相同的事，但如果初始参数或者传入的变量不同，两个进程也可以做不同的事。
    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。

 在fork函数执行完毕后，如果创建新进程成功，则出现两个进程，一个是子进程，一个是父进程。在子进程中，fork函数返回0，在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID（大于0）。我们可以通过fork返回的值来判断当前进程是子进程还是父进程。

函数原型：

• pid_t fork(void)；//pid_t为int类型，进行了重载
• pid_t getpid();// 获取当前进程的 pid 值。
• pid_t getppid(); //获取当前进程的父进程 pid 值。

写实拷贝技术： 

父子进程在初始阶段共享所有的数据（全局、 栈区、 堆区、 代码）， 内核会将所有的区域设置为只读。 当父子进程中任意一个进程试图修改其中的数据时， 内核才会将要修改的数据所在的区域（页） 拷贝一份。

fork函数实例：

 结果：

fork()的执行过程

1. 申请PID
2. 申请PCB结构
3. 复制父进程的PCB
4. 将子进程的运行状态设置为不可执行的
5. 将子进程中的某些属性清零，某些保留，某些修改
6. 复制父进程的页（用到了写时拷贝技术）

PCB:

进程控制块(PCB)（系统为了管理进程设置的一个专门的数据结构，用它来记录进程的外部特征，描述进程的运动变化过程。系统利用PCB来控和管理进程，所以PCB是系统感知进程存在的唯一标志。进程与PCB是一一对应的）在不同的操作系统中对进程的控制和管理机制不同，PCB中的信息多少不一样，通常PCB应包含如下一些信息。

1、进程标识符 name：每个进程都必须有一个唯一的标识符，可以是字符串，也可以是一个数字。

2、进程当前状态 status：说明进程当前所处的状态。为了管理的方便，系统设计时会将相同的状态的进程组成一个队列，如就绪进程队列，等待进程则要根据等待的事件组成多个等待队列，如等待打印机队列、等待磁盘I/O完成队列等等。

3、进程相应的程序和数据地址，以便把PCB与其程序和数据联系起来。

4、进程资源清单。列出所拥有的除CPU外的资源记录，如拥有的I/O设备，打开的文件列表等。

5、进程优先级 priority：进程的优先级反映进程的紧迫程度，通常由用户指定和系统设置。

6、CPU现场保护区 cpustatus：当进程因某种原因不能继续占用CPU时（如等待打印机），释放CPU，这时就要将CPU的各种状态信息保护起来，为将来再次得到处理机恢复CPU的各种状态，继续运行。

7、进程同步与通信机制 用于实现进程间互斥、同步和通信所需的信号量等。

8、进程所在队列PCB的链接字 根据进程所处的现行状态，进程相的PCB参加到不同队列中。PCB链接字指出该进程所在队列中下一个进程PCB的首地址。

9、与进程有关的其他信息。 如进程记账信息，进程占用CPU的时间等。

在linux 中每一个进程都由task_struct 数据结构来定义. task_struct就是我们通常所说的PCB。

常见面试题：

int main()
{
    for(int i = 0;i<2;i++)
    {
        fork();
        printf("A\n");
    }
}     //总共输出了几个A？

 答案：6个 应注意printf存在缓冲区 当遇见\n时会刷新缓冲区 输出A 并且复制进程时 缓冲区的值一起复制

int main()
{
    for(int i = 0; i < 2; i++)
    {
        fork();
        printf("A"); 
    }
}       //结果打印几个A？

答案：8个

fork() || fork();
printf("A\n");
//打印几个A？

答案：3个 考虑||的知识点

僵尸进程：

前面提到过，在 Linux 环境中，我们是通过 fork 函数来创建子进程的。创建完毕之后，父子进程独立运行，父进程无法预知子进程什么时候结束。

通常情况下，子进程退出后，父进程会使用 wait 或 waitpid 函数进行回收子进程的资源，并获得子进程的终止状态。

但是，如果父进程先于子进程结束，则子进程成为孤儿进程。孤儿进程将被 init 进程（进程号为1）领养，并由 init 进程对孤儿进程完成状态收集工作。

而如果子进程先于父进程退出，同时父进程太忙了，无瑕回收子进程的资源，子进程残留资源（PCB）存放于内核中，变成僵尸进程

如何杀死僵尸进程

对于普通进程，我们可以通过使用 kill 命令来杀死它们。kill 命令它还有几个兄弟，比如 pkill 和 killall ，虽然它们名称里都带 kill 这样杀气腾腾的字眼，但它们实际上是被设计为向一个或多个进程发送信号。

在未指定的情况下，这几个命令默认发送的是 SIGTERM 信号。

普通进程可以被 kill ，但僵尸进程是不行的。为什么？因为僵尸进程本身就已经「死」过一次了！如果还可以再「死」，那「僵尸」这个名号就没多大意义了。

僵尸进程其实已经就是退出的进程，因此无法再利用kill命令杀死僵尸进程。僵尸进程的罪魁祸首是父进程没有回收它的资源，那我们可以想办法它其它进程去回收僵尸进程的资源，这个进程就是 init 进程。

因此，我们可以直接杀死父进程，init 进程就会很善良地把那些僵尸进程领养过来，并合理的回收它们的资源，那些僵尸进程就得到了妥善的处理了。

例如，如果 PID 5878 是一个僵尸进程，它的父进程是 PID 4809，那么要杀死僵尸进程 （5878），您可以结束父进程 （4809）