main()
…
int pid = fork();			// 创建子进程
if (pid == 0) {			// 子进程在这里继续
    exec_status = exec(“calc”, argc, argv0, argv1, …);
    printf(“Why would I execute?”);
}  else {				// 父进程在这里继续
    printf(“Whose your daddy?”);
    …
    child_status = wait(pid);
}
if (pid < 0) { /* error occurred */

int  main()
{
     pid_t  pid;
      int  i;

      for  (i=0;  i<LOOP;  i++)
      {
           /* fork  another  process  */
           pid = fork();
           if  (pid < 0) { /*error  occurred  */
                fprintf(stderr, “Fork Failed”);
                exit(-1);
           }
           else if (pid == 0) { /* child process */
                fprintf(stdout,  “i=%d,  pid=%d,  parent  pid=%d\n”,I,      
                             getpid() ,getppid());
           }   
      }
      wait(NULL);
      exit(0);
} 

Fork()的开销？

fork()的实现开销

• 对子进程分配内存
• 复制父进程的内存和CPU寄存器到子进程里
• 开销昂贵!!

在99%的情况里，我们在调用fork()之后调用exec()

• 在fork()操作中内存复制是没有作用的
• 子进程将可能关闭打开的文件和连接
• 为什么不能结合它们在一个调用中?

vfork()

• 创建进程时，不再创建一个同样的内存映像
• 一些时候称为轻量级fork()
• 子进程应该几乎立即调用exec()
• 现在使用 Copy on Write (COW) 技术

程序加载和执行系统调用exec()

允许进程“加载”一个完全不同的程序，并从main开始执行(即_start)

允许进程加载时指定启动参数(argc, argv)

exec调用成功时

• 它是相同的进程…
• 但是运行了不同的程序

代码段、堆栈和堆(heap)等完全重写

父进程等待子进程

wait()系统调用用于父进程等待子进程的结束

• 子进程结束时通过exit()向父进程返回一个值
• 父进程通过wait()接受并处理返回值

wait()系统调用的功能

• 有子进程存活时，父进程进入等待状态，等待子进程的返回结果，当某子进程调用exit()时,唤醒父进程，将exit()返回值作为父进程中wait的返回值
• 有僵尸子进程等待时，wait()立即返回其中一个值
• 无子进程存活时，wait()立刻返回

进程从退出开始，到它的退出状态信息被父进程的wait/waitpid读走，在这个阶段中，进程将仍然存在于内核进程表中，这个阶段的进程的状态是终止态或称为僵尸态。而僵尸态进程称为僵尸进程，而父进程读子进程退出状态信息的动作则称为”reap”(这是一个术语，含义是收割、收走)，即为子进程收尸。

进程的有序终止 exit()

进程结束执行时调用exit()，完成进程资源回收

exit()系统调用的功能：

• 将调用参数作为进程的“结果”
• 关闭所有打开的文件等占用资源
• 释放内存
• 释放大部分进程相关的内核数据结构
• 检查是否父进程是存活着的，如存活，保留结果的值直到父进程需要它，进入僵尸（zombie/defunct）状态，如果没有，它释放所有的数据结构，进程结果
• 清理所有等待的僵尸进程

进程终止是最终的垃圾收集(资源回收)

其他进程控制系统调用

优先级控制

• nice()指定进程的初始优先级
• Unix系统中进程优先级会随执行时间而衰减

进程调试支持

• ptrace()允许一个进程控制另一个进程的执行
• 设置断点和查看寄存器等

定时

• sleep()可以让进程在定时器的等待队列中等待指定

进程控制 v.s. 进程状态

cs