深入理解fork、进程状态（9）_fork进程

目录

1、fork创建子进程

1、如何理解fork创建子进程

1、子进程的内核数据结构与代码和数据

2、如何让父子进程做不一样的事？

3、如何理解fork创建成功有两个返回值？

4、如何理解fork的返回值设置？

5、fork之后父子进程谁先运行？

2、进程状态

1、R状态

2、S状态和D状态

3、T状态、t状态

4、X状态、Z状态

5、孤儿进程

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1、fork创建子进程

Linux中man fork，查看fork的相关信息

 注意：vim中的底行模式也可以进行相关操作

#include<iostream>
#include<unistd.h>                                                                                   int main()
{
  fork();
  std::cout<<"hello file.c:"<<getpid()<<"hello parent:"<<getppid()<<std::endl;
  return 0;
}

 从上述结果可以看到，fork之后的代码被执行了两次，接下来将深入理解fork。

1、如何理解fork创建子进程

1、子进程的内核数据结构与代码和数据

fork的本质是创建进程，意味着系统中多了一个进程，也就是多了与该进程相关的内核数据结构和该进程的代码和数据。

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fork创建的子进程，它的代码和数据从哪里来？

默认情况下，子进程会继承父进程的代码和数据，子进程的内核数据结构task_struct也会以父进程为模板来初始化子进程的task_struct。

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fork之后，子进程和父进程的代码是共享的，也包括fork之前的代码，只不过执行流已经到达fork，往后执行。

因为代码是不可以被修改的，所以父子代码就只有一份。（不可能说运行之后，原本往屏幕上个打印hello world，变成了打印其他内容，所以代码是不可被修改的）

对于数据：默认情况下也是共享的，当父或子对数据要进行修改时，会发生“写时拷贝”。因为进程之间具有独立性。

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2、如何让父子进程做不一样的事？

从上面，我们已经知道了fork创建子进程，子进程的代码和数据从哪里来，以及父子进程要对数据进行修改时，会发生“写时拷贝”，问题来了，费这么大劲创建子进程就是为了让父子干一样的事？答案当然是否定的，如何让父子做不一样的事？

通过fork的返回值来完成，创建失败：返回值<0

                                        创建成功：给父进程返回子进程的pid，给子进程返回0

#include<iostream>    
#include<unistd.h>    
int main()    
{    
  pid_t ret=fork();    
  if(ret==0)    
  {    
    //子进程    
    std::cout<<"I am child:"<<getpid()<<" parent:"<<getppid()<<std::endl;    
  }    
  else if(ret>0)    
  {    
    //父进程    
    std::cout<<"I am parent:"<<getpid()<<" parent:"<<getppid()<<std::endl;                               
  }    
  else{    
    //创建失败    
  }    
  return 0;    
}    

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3、如何理解fork创建成功有两个返回值？

fork是Linux中的系统调用接口，而Linux的内核是用C语言写的，所以fork就是一个C函数，如图：

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4、如何理解fork的返回值设置？

因为父与子是1:n，给父进程返回子进程pid，是为了父进程更好的管理子进程。

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5、fork之后父子进程谁先运行？

答：不确定。

2、进程状态

进程状态信息在task_struct里，也就是pcb中。

进程状态的意义：方便操作系统快速判断进程，完成特定的功能，比如调度，本质就是分类。

注意：S+，这个加号说明进程在前台运行，就是./myproc，如果要在后台跑，可以./myproc &

1、R状态

R状态——运行状态

问：R状态一定正在占有cpu吗？

答：不一定。一个进程是R状态，说明该进程已经放入运行队列中，随时可以被cpu调度。

2、S状态和D状态

当我们想完成某种任务时，任务条件不具备，需要进程进行某种等待，就是S和D。

 进程在运行的时候，有可能因为运行的需要，会在不同的队列中，在不同的队列里进程所处的状态是不一样的。

我们把从运行状态的task_struct交到等待队列中，称为挂起等待（阻塞）。

从等待队列放到运行队列，被cpu调度，称为唤醒。

S状态：浅度睡眠或者可中断睡眠（等待状态），休眠状态，Sleeping。

D状态：不可中断睡眠或者深度睡眠。如果进程处于D状态，不可被杀掉，操作系统也无权杀掉。

3、T状态、t状态

T（stopped）：暂停。与S状态类似，S状态下进程相关的数据可能会更新。T状态是彻底的暂停，不会有数据的更新。

t（tracing step）：追踪状态。类似于vs、gdb中的调试。、

4、X状态、Z状态

X（dead）：死亡状态。回收进程资源=进程相关内核数据结构+代码和数据。

Z（zombie）：僵尸状态。

僵尸状态是为了辨别进程退出，也就是死亡原因，获取进程退出信息（数据）（task_struct）。

当一个进程退出时，它的所有资源并不是立即被释放，而是先进入僵尸状态，系统将进程退出信息写在pcb中，供父进程或OS来读取。

5、孤儿进程

一个进程的父进程先于子进程一步退出，那么这个进程就会被操作系统领养——孤儿进程