fork、wait、waitpid、execl、execlp、dump2函数相关内容

fork、wait、waitpid、execl、execlp、dump2函数相关内容:

1.fork()函数
pid_t fork( void); 创建子进程
pid_t 是一个宏定义，其实质是int 被定义在#include<sys/types.h>中
返回值：若成功调用一次则返回两个值，子进程返回0，父进程返回子进程ID；否则，出错返回-1
一个现有进程可以调用fork函数创建一个新进程。由fork创建的新进程被称为子进程（child process）。fork函数被调用一次但返回两次。两次返回的唯一区别是子进程中返回0值而父进程中返回子进程ID。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。
子进程是父进程的副本，它将获得父进程数据空间、堆、栈等资源的副本。注意，子进程持有的是上述存储空间的“副本”，这意味着父子进程间不共享这些存储空间(读时共享，写时复制)
fork的另一个特性是所有由父进程打开的描述符都被复制到子进程中。父、子进程中相同编号的文件描述符在内核中指向同一个file结构体，也就是说，file结构体的引用计数要增加。

2.wait()函数
pid_t wait(int *status)
头文件：#include <sys/types.h> #include <wait.h>
传出参数：子进程状态值的地址(如果不在意结束状态值,则参数 status 可以设成 NULL。)
返回值：子进程成功被回收，返回被回收的子进程PID;无可回收的子进程，返回-1
函数功能：父进程一旦调用了wait就立即阻塞自己，由wait自动分析是否当前进程的某个子进程已经退出，如果让它找到了这样一个已经变成僵尸的子进程，wait就会收集这个子进程的信息，并把它彻底销毁后返回；如果没有找到这样一个子进程，wait就会一直阻塞在这里，直到有一个出现为止。

3.waitpid()函数
pid_t waitpid(pid_t pid,int * status,int options);
函数功能：如果在调用 waitpid()时子进程已经结束,则 waitpid()会立即
返回子进程结束状态值。子进程的结束状态值会由参数 status 返回,
而子进程的进程PID也会一起返回。
如果不在意结束状态值,则参数 status 可以设成 NULL。

参数 pid 为欲等待的子进程识别码,其他数值意义如下:
pid<-1 等待进程组识别码为 pid 绝对值的任何子进程。
pid=-1 等待任何子进程,相当于 wait()。
pid=0 等待进程组识别码与目前进程相同的任何子进程。
pid>0 等待任何子进程识别码为 pid 的子进程。
参数3 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。若结束，则返回该子进程的ID。(非阻塞)

返回值：
成功回收子进程，返回子进程PID
无可回收的子进程，返回-1
当参数3为WNOHANG时，且子进程未结束，立即返回，不予等待，返回值为0

wait()和waitpid()总结：
wait()和waitpid()都是一次仅回收一个子进程，如需多次回收，则使用for循环或者while循环。

wait(&status) 等同于 waitpid(-1,&status,0); 阻塞等待子进程结束

函数的传出参数status，可以用于收集子进程结束状态情况和返回值等数据：
WIFEXITED(status);–如果子进程正常退出，则为真
在正常退出的情况下，也就是WIFEXITED(status)为真的情况下，使用WEXITSTATUS(status)获取子进程返回值。一般会先用 WIFEXITED 来判断是否正常结束才能使用此宏。

WIFSIGNALED(status)—当子进程由于收到某种信号退出时，则为真
（进程的异常结束都是收到了信号，当程序出错结束时，也是收到了信号）
在程序异常结束时，即WIFSIGNALED(status)返回为真时，可以使用WTERMSIG(status)，来获取导致子进程结束的信号的值。一般会先用 WIFSIGNALED 来判断后才使用此宏。

4.execl()函数
int execl(const char *path, const char *arg, …);
函数参数：
path:执行的程序的路径(/home/*****/test)
可以使用相对路径或者绝对路径（听说不能识别~，未测试）
后续可变参数为执行程序的参入参数，以NULL结束，NULL作为可变参数的哨兵，表示参数的结束

execl( "./test", NULL ); //执行当前路径下的test程序。test程序无命令参数

返回值：执行成功，不返回；仅执行失败，才返回-1（注意执行的程序的名称一定要正确）

5.execlp()函数
int execlp(const char *file, const char *arg, …);
函数参数：
file：需要执行的程序名（execlp函数会到环境变量PATH设置的路径去找对应的程序名，进行执行）
函数说明：execlp()会从PATH 环境变量所指的目录中查找符合参数file的文件名，找到后便执行该文件，然后将第二个以后的参数当做该文件的argv[0]、argv[1]……，最后一个参数必须用空指针(NULL)作结束

execlp("ps","ps","-a","-u","-x", NULL );//等同于执行命令:ps -aux；注意第二个参数也是程序名称和第一个参数相同
execlp("ps","ps","-aux", NULL );//命令行参数可以写在一起

返回值：执行成功，不返回；仅执行失败，才返回-1，失败原因存于errno 中（注意执行的程序的名称一定要正确）

6.dup2()函数
int dup2(int oldfd, int newfd);
函数功能：实现文件描述符的拷贝（让newfd文件描述符指向 oldfd文件描述符指向的文件）
函数参数：int型的文件描述符（open()函数打开文件，返回的就是int型的文件描述符；open是系统函数），而不是FILE 类型的文件指针（FILE *是fopen打开的文件；fopen是库函数）
返回值：调用成功则返回新的文件描述符，出错则返回-1
实现重定向功能：

fd = open("./test.txt",O_CREAT|O_RDWR, S_IRWXU );  // 原型：int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode)
dup2(fd, STDOUT_FILENO); //将STDOUT_FILENO文件描述符 指向 fd文件描述符 指向的文件；即将标准输出 重定向到fd指向的文件
printf("hahahahaha");
close(fd);
//该程序就能将hahahha写在指定的test.txt文件中了

备注：
STDOUT_FILENO、STDIN_FILENO是int型的文件描述符，是非负整数，属于没有buffer的I/O；一般定义为0, 1, 2 … 1024 直接调用系统调用，在<unistd.h>。
open()系统函数，返回的是目前未被占用的最小的文件描述符
文件描述符对应的函数是open() read() write() close()等；

stdout stdin stderr 是FILE 类型的文件指针；属于标准I/O，在<stdio.h>。
所以可以使用：fprintf(stdout, “hahahah”);
fopen()库函数，返回的是FILE 类型的文件指针
FILE类型的文件指针，对应的函数是 fopen() fgets() fputs() fprintf() fclose() fgetc() fputc()等

僵尸进程和孤儿进程的概念：

子进程结束后，其使用的内存资源（如：堆栈资源等）会被销毁。但是其在内存中的进程资源（PCB进程控制块）会残留，只有等待父进程进行回收，并将子进程的进程资源进行销毁。

僵尸进程：
子进程已经结束，但是父进程未结束，且父进程未回收子进程状态。
子进程结束后，到父进程回收子进程前，该子进程状态称为僵尸态。
僵尸进程不能使用kill -9 pid 杀掉。因为本来就是结束状态了。只能通过将父进程杀掉，然后该子进程资源就会被系统init进程回收。

ps -ef | grep defunct —查看系统僵尸进程

孤儿进程：
子进程未结束，但父进程已结束。该子进程会被系统init进程进行托管，init将成为该子进程的父进程，等其结束后，进行资源的回收等。
init进程，pid=1(这是系统级的)，用户级的init进程的pid不确定。

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