写作网站保底和全勤的区别南孚电池网站建设

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写作网站保底和全勤的区别,南孚电池网站建设,wordpress文章,2022年电商数据分析文章目录 进程的创建fork函数写时拷贝的原理fork函数的用法和失败原因 进程终止进程的退出进程异常的问题 进程终止进程退出 进程等待什么是进程等待#xff1f;为什么要进行进程等待#xff1f;如何进行进程等待#xff1f;父进程如何知道子进程的退出信息#xff1f; wai… 文章目录 进程的创建fork函数写时拷贝的原理fork函数的用法和失败原因 进程终止进程的退出进程异常的问题 进程终止进程退出 进程等待什么是进程等待为什么要进行进程等待如何进行进程等待父进程如何知道子进程的退出信息 waitpid的option选项 进程的创建 fork函数 fork是Linux中一个很重要的函数主要是在已经创建的进程中要创建一个新的进程新进程是子进程原来的进程被叫做父进程 fork函数在之前的进程理解中已经简单提到了这里对它进行一些拓展等认知 当进程调用fork的时候控制会转移到内核中的fork代码此时内核会进行下面的一些操作 分配新的内存块和内存数据给子进程将父进程的部分数据结构内容拷贝给子进程添加子进程到系统的进程列表当中令fork的值返回开始进行调度器的调度 也就是说当一个进程调用了fork之后就会有两个二进制的代码进行相同的进程而且都会运行到一样的地方每一个进程都可以有自己独立的过程在系统中有很多个方面都可以对维护进程的独立性做出保证 下面举一个简单的例子来使用温习fork函数 #include stdio.h #include unistd.h #include stdlib.h #define N 10int main() {int i;for(i0;iN;i){pid_t id fork();if(id0){printf([%d],my pid:%d\n,i,getpid());sleep(1);exit(0);}}sleep(100);return 0; }上面函数就是一个简单的fork创建子进程的函数演示 写时拷贝的原理 对于前面对于进程地址空间的描述中有下面的理解当使用fork创建了子进程后子进程和父进程依旧共享着代码和数据但如果子进程和父进程中有一个发生了对数据的修改那么就会触发写时拷贝将原来的数据拷贝一份让改变的那个进程的数据段指向新拷贝出的数据段这样做以维护进程之间的独立性那么具体是如何实现的这个过程操作系统又是如何进行拷贝的这个操作呢 原理其实就是上图所展示的原理当进程没有遇到fork之前都按照正常的逻辑进行运行代码段和数据段对应页表中的访问权限是默认的情况而当遇到fork这一系统调用的时候在进行创建子进程的这个过程中就会将数据段和代码段对应到页表中地址空间内的访问权限字段全部改成只读的权限当进程运行到需要进行修改数据的操作的时候就会通过页表去物理地址空间内进行修改但是此时页表对应的访问权限字段的访问权限是只读不允许发生写入的操作此时操作系统就会去辨别这是什么原因导致的出错 也就是说当页表的转换发生权限问题进行报错的时候实际上是有两种可能的一种是说真的出错了比如要在字符常量区发生写入的改变这肯定是不允许的但还有一种情况是不是真的出错而是触发了要让操作系统进行写时拷贝内容的一种策略操作系统在观察到进程在运行到某个地方出现异常的时候就会去看具体的原因是什么发现是触发了这个策略后操作系统在这个时候就介入了这个阶段进行修改进行拷贝等等的一系列操作 fork函数的用法和失败原因 一个父进程希望可以复制自己同时父子进程还能够执行不同的代码片段此时就可以使用fork来进行这样场景的使用或者说一个进程要执行不同的程序 当系统中有太多进程的时候会fork失败或者在实际用户的进程中已经超过了限制也会调用失败 进程终止 在前面的C/C学习中main函数的最后结果返回的是一个return 0那么这个语句究竟是什么意思呢由此引出进程终止的概念 进程的退出 运行写好的代码变成的可执行程序的时候程序最终会退出常见的进程退出的原因主要有三个 代码运行结束了结果正确代码运行结束了结果不正确代码压根没结束运行异常而终止了 如何知道进程退出了 对于所有进程的管理者操作系统来说它需要知道关于进程的一系列信息比如进程有没有退出进程最后运行的结果如何如果出错了是为什么出错的而对于父进程来说它创建的子进程也应该要有一定的返回值通过不管何种形式的返回值必须要让父进程知道自己创建的这个子进程有没有完成自己当初交代给它的任务如果完成了要返回完成如果没有完成要知道没有完成的原因是什么因此就引出了进程退出的概念 对于各种操作系统来说都有关于进程退出的一定设置比如有用数字来代表不同的原因比如输出0代表成功现在进程已经运行成功了可以正常退出了也有1,2,3…代表多种原因 进程的错误码 根据不同的现象进程会返回不同的退出码那错误码又是什么呢 退出码通常是说一个进程退出的时候它的退出结果是什么 错误码通常是衡量一个库函数或者是一个系统调用一个函数的调用情况 但都是在说当调用失败的时候用来衡量函数或者是进程的出错的详细原因是什么 进程异常的问题 这里要介绍一个概念进程退出异常本质上是进程收到了对应的信号自己终止了 例如在Linux中有kill命令这当中的许多选项就代表这个意思比如有段错误导致终止也有浮点数计算错误导致终止等等…所以说父进程如何知道子进程有没有出现异常只需要看有没有收到对应的信号就可以了通过看退出码和错误码就可以观察到这样的现象 进程终止 进程退出 进程退出一般有正常终止比如说从main函数返回或者是调用系统调用或其他函数等也有异常调用比如说使用CtrlC来进行信号终止 exit函数和_exit函数 下面做两个实验 #include stdio.h #include unistd.h #include stdlib.hint main() {printf(i am a process\n);sleep(1);exit(0); }这是一段C语言的代码打印一句信息后休眠一秒然后退出进程这是没有问题的 如果将代码改成这样 #include stdio.h #include unistd.h #include stdlib.hint main() {printf(i am a process);sleep(1);exit(0); }在用户层面会看到会休眠一秒后再将内容打印在屏幕上也是没有什么问题的因为数据被存储在缓冲区中而缓冲区刷新可以使用fflush或者是进程结束强制刷新到界面上但是如果将代码中的退出调用改为_exit() #include stdio.h #include unistd.h #include stdlib.hint main() {printf(i am a process);sleep(1);_exit(0); }此时进程并没有将信息显示到屏幕上而是直接结束了这是由于_exit函数的原因它是一个系统级别的调用而它并没有刷新缓冲区的能力 其实从底层上看exit函数的内部就是借助了_exit这个系统级别的调用函数exit只是对它做了一定程度的封装就形成了这个系统调用 进程等待 什么是进程等待 进程等待是指通过wait/waitpid的方式让父进程对子进程进行资源回收的等待过程 为什么要进行进程等待 进程等待可以解决子进程的僵尸问题带来的内存泄漏问题父进程创建子进程的目的是要让子进程完成父进程交给子进程的任务而父进程一般而言是需要知道子进程到底把任务完成的怎么样因此进行进程等待的另外一个作用就是要获取子进程退出的信息也就是退出码和错误码值得注意的是父进程并不是一定要知道子进程的完成情况可能在一些情况下父进程知道子进程一定会完成这个任务或者说父进程并不在意子进程把任务完成的怎么样但是作为操作系统依旧应该要有提供这样信息的能力 如何进行进程等待 对于如何进行进程等待需要引入两个函数一个是wait函数一个是waitpid函数 关于wait函数 pid_t wait(int*status); 成功返回的是被等待进程的pid失败返回的是-1 对于参数是输出型参数这个输出型参数可以获取的是子进程的退出状态如果不关心可以设置为NULL 下面使用代码来进行验证wait函数的功能 父进程可以回收子进程的僵尸状态子进程如果不退出父进程就必须wait上进行阻塞等待直到子进程僵尸wait进行回收 #include stdio.h #include unistd.h #include stdlib.h #include sys/types.h #include sys/wait.hvoid work() {int cut 5;while(cut){printf(child process- pid:%d ,ppid:%d ,cut:%d\n,getpid(),getppid(),cut);cut–;sleep(1);} }int main() {pid_t id fork();if(id 0){// 子进程work();printf(child process exit\n);exit(0);}else {// 父进程sleep(8);pid_t rid wait(NULL);}sleep(100);return 0; }实验结果如下所示 从中可以看出第一条结论当子进程执行结束后父进程没有及时将子进程的内容代码和数据进行回收此时子进程会进入僵尸状态而当父进程执行到wait函数后父进程将子进程的代码和数据进行了回收此时子进程就不再是僵尸状态了 下面验证第二条结论如果子进程不退出父进程就必须wait上进行阻塞等待直到子进程僵尸wait进行回收 #include stdio.h #include unistd.h #include stdlib.h #include sys/types.h #include sys/wait.hvoid work() {int cut 5;while(cut){printf(child process- pid:%d ,ppid:%d ,cut:%d\n,getpid(),getppid(),cut);cut–;sleep(1);} }int main() {pid_t id fork();if(id 0){// 子进程work();printf(child process exit\n);exit(0);}else {// 父进程//sleep(8);pidt rid wait(NULL);printf(wait success\n);}sleep(100);return 0; }实验结果如下 child process- pid:16484 ,ppid:16483 ,cut:5 child process- pid:16484 ,ppid:16483 ,cut:4 child process- pid:16484 ,ppid:16483 ,cut:3 child process- pid:16484 ,ppid:16483 ,cut:2 child process- pid:16484 ,ppid:16483 ,cut:1 child process exit wait success上面两份代码数据证明了这个结论一般而言谁先运行不知道但是一般来说都是父进程最后进行的退出所以父进程会在wait上进行阻塞等待一直到子进程变为僵尸wait进行回收后父进程返回 关于waitpid函数 waitpid通常是用来进行获取退出信息的函数它的函数原型如下所示 pid t waitpid(pid_t pid, int status, int options); 其中可以看出它的函数参数有三个分别代表着进程的pid输出型参数和一个选项参数返回值的情况是如果正常返回则收集子进程的pid如果设置了选项后会返回0如果在调用出错会返回-1 函数参数 pid pid -1表示等待任一一个子进程和wait的功能是一样的pid0表示等待的是某一个特定pid的子进程 status WIFEXITED(status): 若为正常终止子进程返回的状态则为真。查看进程是否是正常退出WEXITSTATUS(status): 若WIFEXITED非零提取子进程退出码。查看进程的退出码 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。若正常结束则返回该子进程的ID 从上面做的实验中可以看出关于wait和waitpid 如果子进程已经退出在调用这两个函数调用的时候会立即进行返回回收子进程的资源获得子进程的退出信息如果在任意时刻进行调用这两个函数如果此时子进程正在进行正常运行那么进程会进行阻塞如果不存在子进程的那么会返回报错 输出型参数 下面进行介绍什么是输出型参数status status在函数参数中是以指针的情况出现的也就是说是将一个int类型的数据传递到函数内部函数内部将数据进行更换后就可以将数据进行输出了下面对这个输出型参数进行实验 #include stdio.h #include unistd.h #include stdlib.h #include sys/types.h #include sys/wait.hvoid work() {int cut 5;while(cut){printf(child process- pid:%d ,ppid:%d ,cut:%d\n,getpid(),getppid(),cut);cut–;sleep(1);} }int main() {pid_t id fork();if(id 0){// 子进程work();printf(child process exit\n);exit(1);}else {// 父进程//sleep(8);int status 0;pid_t rid waitpid(id,status,0);printf(wait success,status%d\n,status);}//sleep(100);return 0; }输出结果为 child process- pid:26732 ,ppid:26731 ,cut:5 child process- pid:26732 ,ppid:26731 ,cut:4 child process- pid:26732 ,ppid:26731 ,cut:3 child process- pid:26732 ,ppid:26731 ,cut:2 child process- pid:26732 ,ppid:26731 ,cut:1 child process exit wait success,status256那么为什么status是256呢status到底是什么呢 status的组成 wait和waitpid中都有一个status参数这是一个输出型参数并且是由操作系统进行自动补充如果传递的是空指针说明不关心子进程的进程状态退出信息如果传递的是变量的地址操作系统就会根据参数将子进程的退出信息反馈给父进程status并不是一个数要把status当成一个位图来理解下面是status的具体实现细节 status的类型是一个int类型的数据而int类型的数据是四个字节占据的是32个比特位这里研究的是低地址的16个比特位 如果子进程是被正常终止的那么在status的位图中的后八个比特位会存储的是进程的退出状态而如果是被信号所杀比如说调用kill命令强行进行终止那么就会在前七个比特位中显示出终止的信号而第八个比特位中存储的是一个标志 这样显示出的位图status是不方便查看的那么借助位运算可以把前八个比特位和后八个比特位分别分开来进行计算 前八个比特位status 0x7F 后八个比特位(status 8) 0xFF 因此使用下面的测试代码进行测试 #include sys/types.h #include unistd.h #include sys/wait.h #include stdio.h #include stdlib.h #include string.h #include errno.hint main() {pid_t id fork();if (id -1)perror(fork), exit(1);if (id 0) {sleep(20);exit(10);}else {int st;int ret wait(st);if (ret 0 (st 0X7F) 0) { // 正常退出printf(child exit code:%d\n, (st 8) 0XFF);}else if (ret 0) { // 异常退出printf(sig code : %d\n, st 0X7F);}} }父进程如何知道子进程的退出信息 答案依旧是存在于进程的PCB中当子进程要退出的时候会修改状态Z并且将子进程的退出信号和退出码写到它自己的PCB中这样父进程就可以接受到信息了 在Linux内核源码中也有对其的详细描述 int exit_state;int exit_code, exit_signal;int pdeath_signal; / The signal sent when the parent dies // ??? /unsigned int personality;unsigned did_exec:1;unsigned in_execve:1; / Tell the LSMs that the process is doing an* execve */unsigned in_iowait:1;waitpid的option选项 在waitpid的函数参数中有一个参数是option选项 option选项有两个选项一个是0一个是WNOHANG代表的分别是采用阻塞等待和非阻塞等待来进行回收资源 什么是阻塞等待和非阻塞等待 简单来用一个场景来描述阻塞和非阻塞等待现在父进程创建了子进程子进程正在完成自己的任务如果此时父进程采用的是阻塞等待那么父进程就会卡在wait函数这里一直阻塞着直到子进程完成了自己的任务返回了信息父进程接收到了返回的信息后进行了返回这就是阻塞等待而非阻塞等待就是父进程不在这一直等着子进程而是去做一些其他的事这些事不是很耗费时间一直等待子进程完成了自己的任务返回了一些必要的信息参数这就是非阻塞等待 非阻塞等待往往需要进行重复的调用好处就是在进行进程等待的过程中可以做一些自己的事情不用一直进行等待 如何实现阻塞的原理 其实所谓进程的阻塞等待就是将进程链入到对应的进程等待的队列中因此现在对于进程是动态的又多了一层新的理解所谓进程的动态过程就是进程不断的被链到不同的队列中在被需要的时候被不停的调度不断的从运行队列放到等待队列再或者从等待队列调度到运行队列等等整个过程是一个动态的过程