Linux Day07

一、僵死进程

1.1僵死进程产生的原因

       子进程先于父进程结束, 而父进程没有获取子进程退出码，释放子进程占用的资源，此时子进程将成为一个僵死进程。

在第一个框这里时父进程子进程都没有结束，显示其pid 父进程是2349，子进程是2350

在第二个框这里时父进程没有结束，子进程结束，因此显示父进程的pid，但是因为父进程没有获取子进程的退出码，子进程就处于僵死状态<defunct>

第三个框这里父进程结束，父进程成功获取子进程的退出码，子进程结束。

1.2 PCB消失的条件

       获取到退出码，子进程要父进程获取子进程的退出码才能完全结束。

1.3危害

        占用资源空间。如果进程不调用wait/waitpid，那么保留的那段信息就不会被释放，其进程号就会一 直被占用，但是系统能使用的进程号是有限的，如果产生大量的僵死进程，将因为没有可用的进程号而 导致系统不能产生新的进程。

1.4 如何处理

1.父进程调用wait()方法获取子进程的退出码

wait(&val):执行该指令，会将子进程的退出码填到val中。

结果：

这个时候我们不难发现：先打印的都是子进程，父进程一点都没有打印，当子进程结束才开始父进程，等val退出码打印后才开始。

原因：wait，即先阻塞父进程，直至子进程运行结束，父进程获取到子进程的退出码后，父进程才继续运行。

wait(&val)：返回值pid_t,调用函数后会将退出码通过指针赋值到val上。
WIFEXITED(val)：由于退出码为1字节，val为4字节，通过该函数可以将其转化为1字节，返回值为bool类型，判断进程是否正常结束。
WEXITSTATUS(val):获取进程退出状态。

2.父进程先结束----孤儿进程

结果

 在父进程结束后出现了提示符，但是此时子进程还没有结束，所以还在执行

第一个框，父进程的id为2621，他的父进程是2135，子进程的id为2622，他的父进程为2621

父进程结束后，会随机为子进程分配一个父进程，该父进程的id为1536，收养了这个孤儿进程

注意：老版本是 init进程，其进程号为1，新版本是随机分配一个系统进程

init进程一定会对子进程执行wait()指令，获取子进程的退出码，子进程的pcb被操作系统删除，至此子进程彻底结束。

1.5 练习

1.5.1  练习一

结果

原因

板块一：此时i=0，执行fork语句生成板块2，打印第一个A,此时i++变成1，然后继续循环，执行fork语句，生成板块3（板块三的i是从1开始的），打印第二个A，i++变成2，结束板块一

板块三：因为是子进程，从fork语句后执行，打印第一个A,i++变成2,结束板块三

板块二：也是子进程，从fork语句后执行，打印第一个A,i++变成1，继续循环，执行fork语句生成板块四（板块四的i是从1开始的），打印第二个A,i++变成2，结束板块二。

板块四：也是子进程，打印第一个A,i++变成 2，结束板块2.

总计：6个A

 1.5.2 练习二

 

结果

原因

注意一点：fork()执行完后，子进程从fork语句后执行

第一个板块：执行fork语句生成板2，此时将打印的A放在缓冲区，为什么呢？可以看下linux day06讲printf这块，此时i++变成1，继续循环，执行fork语句生成板块3，(注意板块三内容有原先父进程的缓冲区:A和i=1)，然后执行printf,此时板块1的缓冲区中有AA两个，i++等于2，结束板块1.

第三个板块：因为复制了板块1的，i从1开始，直接执行printf语句，缓冲区有AA两个，i++变成2，j结束板块3.

第二个板块：因为是板块1的子进程，从printf处执行，缓冲区有一个A,i++等于1，继续for循环，执行fork语句形成板块4，然后缓冲区:AA，i++->2,结束板块2

第四个板块：因为复制了板块2，从printf处执行，缓冲区:AA,i++ ->2结束板块4

所以总计8个A

 

 注意：练习一和练习二最大的区别在于缓存区的刷新

1.5.3 练习三

结果

 原因

首先执行fork()||fork()语句，复制了一份，因为父进程的id>0,根据或语句特点直接结束，打印第一个A。然后子进程中0||fork()，或语句如果第一个为1 就直接跳过了，但是为0 就要继续执行后面语句，因此复制了一份代码，由于第二个fork()返回了当前父进程的id，直接结束语句，打印第二个A。最后子进程的pid为0，所以返回值为0,0||0为假，打印最后一个A结束整个程序，所以打印三个A

 

二、操作文件的系统调用

在C语言中有fopen,fclose等文件操作

头文件:#include<fcntl.h>

2.1 open()

 文件已存在：int open(const char *pathname, int flags);
 文件之前不存在，需要创建：int open(const char *pathname, int flags, mode_t mode);

pathname ：将要打开的文件路径和名称

flags : 打开标志，如 O_WRONLY 只写打开    O_RDONLY 只读打开

                                  O_RDWR 读写方式打开   O_CREAT 文件不存在则创建   

                                  O_APPEND 文件末尾追加  O_TRUNC 清空文件，重新写入

mode : 权限 如：“0600”  0是八进制，6是4 r+2 w

返回值： 为文件描述符

2.2 read()

从文件中提取数据

ssize_t read( int fd, void * buf, size_t count);

fd 对应打开的文件描述符

buf 存放数据的空间

count 计划一次从文件中读多少字节数据 

返回值 ：为实际读到的字节数

2.3 write()

从文件中写入数据

ssize_t write( int fd, const void * buf, size_t count);

参数介绍 ：

fd 对应打开的文件描述符

buf 存放待写入的数据

count 计划一次向文件中写多少数据

2.4 close()

关闭文件

int close( int fd);

参数介绍 :

fd 要关闭的文件描述符

2.5 举例

2.5.1 写文件

 fd:文件描述符，通过编号id可以找到文件，0 标准输入，1标准输出，2标准错误输出

所以fd值为3

2.5.2 读文件

2.6  父进程先打开一个文件，fork 后子进程是否可以共享使用？

2.6.1 文件表

 当不使用file.txt，把三关闭了，如果打开另外一个文件，则继续复用三。（不使用就关闭，这样就不会一直占用，使表不变大）

2.6.2 先open后fork

2.6.1.2 结果：

 父进程打开的文件，子进程也可以访问，并且共享文件偏移量，如果想要关闭文件，需要父子进程都关闭文件。

2.6.1.3原因

父子进程共用一个结构体，引用计数为2，所以文件偏移量+1，那么子进程就输出d，再+1，父进程输出，所以结果出现四个偏移。

2.6.3 先fork后open

2.6.2.2 结果

 

2.6.2.3 原因

 

 因为父和子进程各有一个结构体，打开一个文件，其偏移量并不互相影响，所以都是从a开始。

三、系统调用与库函数的区别

库函数的实现在函数库中，属于用户空间，系统调用的实现在内核中，属于内核空间。