c语言多进程多线程编程Word文档格式.docx

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1.4.事务化

比如在一个数据电话查询系统中,将程序设计成一个进程只处理一次查询即可,即完成一个事务.当电话查询开始时,产生这样一个进程对付这次查询;

另一个电话进来时,主控程序又产生一个这样的进程对付,每个进程完成查询任务后消失.这样的编程多简单,只要做一次查询的程序就可以了.

二.常用的多进程编程的系统调用

2.1.fork（）创建一个新的进程.

功能:

创建一个新的进程.

语法:

#include<

unistd.h>

sys/types.h>

pid_tfork（）;

说明:

本系统调用产生一个新的进程,叫子进程,是调用进程的一个复制品.调用进程叫父进程,子进程继承了父进程的几乎所有的属性。

进程：

代码段（程序代码）

堆栈段（局部变量、函数返回地址、函数参数）

数据段（全局变量、常数等）

在Linux系统中，系统调用fork后，内核为完成系统调用fork要进行几步操作：

第一步，为新进程在进程表中分配一个表项。

系统对一个普通用户可以同时运行的进程数是有限制的，对超级用户没有该限制，但不能超过进程表的最大表项的数目。

第二步，给子进程一个唯一的进程标识号（PID）。

该进程标识号其实就是该表项在进程表中的索引号。

第三步，复制一个父进程的进程表项的副本给子进程。

内核初始化子进程的进程表项时，是从父进程处拷贝的。

所以子进程拥有与父进程一样的uid、当前目录、当前根、用户文件描述符表等。

第四步，把与父进程相连的文件表和索引节点表的引用数加1。

这些文件自动地与该子进程相连。

第五步，内核为子进程创建用户级上下文。

内核为子进程的代码段分配内存，并复制父进程的区内容，生成的是进程的静态部分。

第六步，生成进程的动态部分，然后对父进程返回子进程的pid，对子进程返回0。

从父进程拷贝的内容主要有：

●用户标识符，包括实际用户号（real）和有效用户号（effective）；

●环境变量

●打开的文件描述符、套接字描述符

●信号处理设置

●堆栈

●目录

●进程组标志（processID）

●会晤组标志（sessionID）

●正文

子进程特有内容：

●进程号

●父进程号

●进程执行时间

●未处理的信号被处理为空

●不继承异步的输入输出操作

简述：

fork（）调用成功时，分别返回两个整数，对父进程返回〉0的整数，对子进程返回0，

函数执行过程：

1内核在系统进程表中，创建一个新条目；

2复制父进程内容（已打开的文件描述符、堆栈、正文等）；

3修改两者的堆栈，给父进程返回子进程号，给子进程返回0（父进程知道每个子进程的标志号，而子进程可根据需要调用getppid（）来获得父进程的标志号）。

例子:

pid_tfork（void）

应用程序

pid_tpid;

fork（）

if（（pid=fork（））==0）

{

//子进程代码

exit（0）;

子进程2

子进程1

父进程

}

elseif（pid>

0）

//父进程代码

else

printf（"

Error"

）;

exit

（1）;

2.2.system（）子进程执行指定的命令

产生一个新的进程,子进程执行指定的命令.

stdio.h>

stdlib.h>

intsystem（string）

char*string;

本调用将参数string传递给一个命令解释器（一般为sh）执行,即string被解释为一条命令,由sh执行该命令.若参数string为一个空指针则为检查命令解释器是否存在.

该命令可以同命令行命令相同形式,但由于命令做为一个参数放在系统调用中,应注意编译时对特殊意义字符的处理.命令的查找是按PATH环境变量的定义的.命令所生成的后果一般不会对父进程造成影响.

返回值:

当参数为空指针时,只有当命令解释器有效时返回值为非零.若参数不为空指针,返回值为该命令的返回状态（同waitpid（））的返回值.命令无效或语法错误则返回非零值,所执行的命令被终止.其他情况则返回-1.

charcommand[81];

inti;

for（i=1;

i<

8;

i++）{

sprintf（command,"

psttty%02i"

i）;

system（command）;

}

2.3.exec（）执行一个文件

执行一个文件

语法

intexecve（constchar*path,char*const*argv,char*const*envp）;

intexecl（constchar*path,char*arg,...）;

intexecp（constchar*file,char*arg,...）;

intexecle（constchar*path,constchar*argv,...,char*const*envp）;

intexecv（constchar*path,char*const*arg）;

intexecvp（constchar*file,char*const*arg）;

exec函数族的作用是根据指定的文件名找到可执行文件，并用它来取代调用进程的内容，换句话说，就是在调用进程内部执行一个可执行文件

其中只有execve是真正意义上的系统调用，其它都是在此基础上经过包装的库函数。

与一般情况不同，exec函数族的函数执行成功后不会返回，因为调用进程的实体，包括代码段，数据段和堆栈等都已经被新的内容取代，只留下进程ID等一些表面上的信息仍保持原样，颇有些神似"

三十六计"

中的"

金蝉脱壳"

。

看上去还是旧的躯壳，却已经注入了新的灵魂。

只有调用失败了，它们才会返回一个-1，从原程序的调用点接着往下执行。

fork（）和exec（）这两个函数，前者用于并行执行，父、子进程执行相同正文中的不同部分；

后者用于调用其他进程，父、子进程执行不同的正文，调用前，一般应为子进程创造一个干净的环境。

fork（）以后，父、子进程共享代码段，并只重新创建数据有改变的页（段页式管理）

exec（）以后，建立新的代码段，用被调用程序的内容填充。

前者的子进程执行后续的公共代码，后者的子进程不执行后续的公共代码。

父、子进程以及各个子进程执行的顺序不定。

.

printf（"

nowthisprocesswillbepscommand\n"

execl（"

/bin/ps"

"

ps"

-ef"

NULL）;

2.4.popen（）初始化从/到一个进程的管道

初始化从/到一个进程的管道.

FILE*popen（command,type）

char*command,type;

本系统调用在调用进程和被执行命令间创建一个管道.

参数command做为被执行的命令行.type做为I/O模式,"

r"

为从被

执行命令读,"

w"

为向被执行命令写.返回一个标准流指针,做为管

道描述符,向被执行命令读或写数据（做为被执行命令的STDIN或

STDOUT）该系统调用可以用来在程序中调用系统命令,并取得命令

的输出信息或者向命令输入信息.

不成功则返回NULL,成功则返回管道的文件指针.

2.5.pclose（）关闭到一个进程的管道

关闭到一个进程的管道.

intpclose（strm）

FILE*strm;

本系统调用用于关闭由popen（）打开的管道,并会等待由popen（）

激活的命令执行结束后,关闭管道后读取命令返回码.

若关闭的文件描述符不是由popen（）打开的,则返回-1.

nowthisprocesswillcallpopensystemcall\n"

FILE*fd;

if（（fd=popen（"

ps-ef"

））==NULL）{

callpopenfailed\n"

return;

else{

charstr[80];

while（fgets（str,80,fd）!

=NULL）

%s\n"

str）;

pclose（fd）;

2.6.wait（）等待一个子进程返回并修改状态

等待一个子进程返回并修改状态

sys/wait.h>

pid_twait（stat_loc）

int*stat_loc;

允许调用进程取得子进程的状态信息.调用进程将会挂起直到其

一个子进程终止.

等待到一个子进程返回时,返回值为该子进程号,否则返回值为

-1.同时stat_loc返回子进程的返回值.

/*父进程*/

if（fork（）>

0）{

wait（（int*）0）;

/*父进程等待子进程的返回*/

/*子进程处理过程*/

exit（0）;

2.7.waitpid（）等待指定进程号的子进程的返回并修改状态

等待指定进程号的子进程的返回并修改状态

pid_twaitpid（pid,stat_loc,options）

int*stat_loc,options;

当pid等于-1,options等于0时,该系统调用等同于wait（）.否则该

系统调用的行为由参数pid和options决定.

pid指定了一组父进程要求知道其状态的子进程:

-1:

要求知道任何一个子进程的返回状态.

>

0:

要求知道进程号为pid值的子进程的状态.

<

要求知道进程组号为pid的绝对值的子进程的状态.

options参数为以比特方式表示的标志以或运算组成的位图,每个

标志以字节中某个比特置1表示:

WUNTRACED:

报告任何未知而又已停止运行的指定进程号的子进

程的状态.该子进程的状态自停止运行时起就没有被报告过.

WCONTINUED:

报告任何继续运行的指定进程号的子进程的状态,

该子进程的状态自继续运行起就没有被报告过.

WHOHANG:

若调用本系统调用时,指定进程号的子进程的状态目

前并不是立即有效的（即可被立即读取的）,调用进程并被暂停执行.

WNOWAIT:

保持将其状态设置在stat_loc的进程在可等待状态.

该进程将等待直到下次被要求其返回状态值.

等待到一个子进程返回时,返回值为该子进程号,否则返回值为1.

同时stat_loc返回子进程的返回值.

intstat_loc;

/*父进程*/

if（（pid="

fork（））"

waitpid（pid,&

stat_loc,0）;

/*父进程等待进程号为pid的子进程的返回*/

/*子进程的处理过程*/

exit

（1）;

stat_locis[%d]\n"

stat_loc）;

/*字符串"

stat_locis[1]"

将被打印出来*/

2.8.setpgrp（）设置进程组号和会话号

设置进程组号和会话号.

pid_tsetpgrp（）

若调用进程不是会话首进程.将进程组号和会话号都设置为与它

的进程号相等.并释放调用进程的控制终端.

调用成功后,返回新的进程组号.

/*父进程处理*/

setpgrp（）;

/*子进程的进程组号已修改成与它的进程号相同*/

2.9.exit（）终止进程

终止进程.

voidexit（status）

intstatus;

调用进程被该系统调用终止.引起附加的处理在进程被终止前全

部结束.

无

2.10.signal（）信号管理功能

信号管理功能

signal.h>

void（*signal（sig,disp））（int）

intsig;

void（*disp）（int）;

void（*sigset（sig,disp））（int）

intsighold（sig）

intsigrelse（sig）

intsigignore（sig）

intsigpause（sig）

这些系统调用提供了应用程序对指定信号的简单的信号处理.

signal（）和sigset（）用于修改信号定位.参数sig指定信号（除了

SIGKILL和SIGSTOP,这两种信号由系统处理,用户程序不能捕捉到）.

disp指定新的信号定位,即新的信号处理函数指针.可以为

SIG_IGN,SIG_DFL或信号句柄地址.

若使用signal（）,disp是信号句柄地址,sig不能为SIGILL,SIGTRAP

或SIGPWR,收到该信号时,系统首先将重置sig的信号句柄为SIG_DFL,

然后执行信号句柄.

若使用sigset（）,disp是信号句柄地址,该信号时,系统首先将该

信号加入调用进程的信号掩码中,然后执行信号句柄.当信号句柄

运行结束

后,系统将恢复调用进程的信号掩码为信号收到前的状态.另外,

使用sigset（）时,disp为SIG_HOLD,则该信号将会加入调用进程的

信号掩码中而信号的定位不变.

sighold（）将信号加入调用进程的信号掩码中.

sigrelse（）将信号从调用进程的信号掩码中删除.

sigignore（）将信号的定位设置为SIG_IGN.

sigpause（）将信号从调用进程的信号掩码中删除,同时挂起调用

进程直到收到信号.

若信号SIGCHLD的信号定位为SIG_IGN,则调用进程的子进程在终

止时不会变成僵死进程.调用进程也不用等待子进程返回并做相

应处理.

调用成功则signal（）返回最近调用signal（）设置的disp的值.

否则返回SIG_ERR.

例子一:

设置用户自己的信号中断处理函数,以SIGINT信号为例:

intflag=0;

voidmyself（）

{

flag=1;

getsignalSIGINT\n"

/*若要重新设置SIGINT信号中断处理函数为本函数则执行以

*下步骤*/

void（*a）（）;

a=myself;

signal（SIGINT,a）;

flag=2;

main（）

while

（1）{

sleep（2000）;

/*等待中断信号*/

if（flag==1）{

skipsystemcallsleep\n"

if（flag==2）{

waitingfornextsignal\n"

2.11.kill（）向一个或一组进程发送一个信号

向一个或一组进程发送一个信号.

intkill（pid,sig）;

本系统调用向一个或一组进程发送一个信号,该信号由参数sig指

定,为系统给出的信号表中的一个.若为0（空信号）则检查错误但

实际上并没有发送信号,用于检查pid的有效性.

pid指定将要被发送信号的进程或进程组.pid若大于0,则信号将

被发送到进程号等于pid的进程;

若pid等于0则信号将被发送到所

有的与发送信号进程同在一个进程组的进程（系统的特殊进程除

外）;

若pid小于-1,则信号将被发送到所有进程组号与pid绝对值

相同的进程;

若pid等于-1,则信号将被发送到所有的进程（特殊系

统进程除外）.

信号要发送到指定的进程,首先调用进程必须有对该进程发送信

号的权限.若调用进程有合适的优先级则具备有权限.若调用进程

的实际或有效的UID等于接收信号的进程的实际UID或用setuid（）

系统调用设置的UID,或sig等于SIGCONT同时收发双方进程的会话

号相同,则调用进程也有发送信号的权限.

若进程有发送信号到pid指定的任何一个进程的权限则调用成功,

否则调用失败,没有信号发出.

调用成功则返回0,否则返回-1.

假设前一个例子进程号为324,现向它发一个SIGINT信号,让它做

信号处理:

kill（（pid_t）324,SIGINT）;

2.12.alarm（）设置一个进程的超时时钟

设置一个进程的超时时钟.

unistd.h<

unsignedintalarm（sec）

unsignedintsec;

指示调用进程的超时时钟在指定的时间后向调用进程发送一个

SIGALRM信号.设置超时时钟时时间值不会被放入堆栈中,后一次

设置会把前一次（还未到超时时间）冲掉.

若sec为0,则取消任何以前设置的超时时钟.

fork（）会将新进程的超时时钟初始化为0.而当一个进程用exec（）

族系统调用新的执行文件时,调用前设置的超时时钟在调用后仍

有效.

返回上次设置超时时钟后到调用时还剩余的时间秒数.

getsignalSIGALRM\n"

/*若要重新设置SIGALRM信号中断处理函数为本函数则执行

*以下步骤*/

signal（SIGALRM,a）;

alarm（100）;

/*100秒后发超时中断信号*/

s