文档介绍：踏雪无痕
【Linux的高级应用编程】Linux下的多进程编程
分类: C++ Linux 2011-11-25 16:57 185人阅读评论(0) 收藏举报
Linux下的多进程编程
Sailor_forever sailing_9806@ 转载请注明
http://blog./sailor_8318/archive/2008/12/30/
 
什么是一个进程?当用户敲入命令执行一个程序的时候,对系统而言,它将启动一个进程。但和程序不同的是,在
这个进程中,系统可能需要再启动一个或多个进程来完成独立的多个任务。多进程编程的主要内容包括进程控制和
进程间通信。
 
1       Linux下进程的结构
Linux下一个进程在内存里有三部分的数据,就是"代码段"、"堆栈段"和"数据段"。这三个部分也是构成一个完整的
执行序列的必要的部分。
 
"代码段",顾名思义,就是存放了程序代码的数据,假如机器中有数个进程运行相同的一个程序,那么它们就可以
使用相同的代码段。"堆栈段"存放的就是子程序的返回地址、子程序的参数以及程序的局部变量。而数据段则存放
程序的全局变量,常数以及动态数据分配的数据空间(比如用malloc之类的函数取得的空间)。系统如果同时运行
数个相同的程序,它们之间就不能使用同一个堆栈段和数据段。
 
2       Linux下的进程控制
Linux环境下,有两个基本的操作用于创建和修改进程:函数fork()用来创建一个新的进程,该进程几乎是当前进程
的一个完全拷贝;函数族exec()用来启动另外的进程以取代当前运行的进程。
 
    fork()
fork在英文中是"分叉"的意思。为什么取这个名字呢?因为一个进程在运行中,如果使用了fork,就产生了另一个
进程,于是进程就"分叉"了,所以这个名字取得很形象。下面就看看如何具体使用fork,这段程序演示了使用fork
的基本框架:
void main(){
        int i;
        if ( fork() == 0 ) {
                /* 子进程程序*/
                for ( i = 1; i <1000; i ++ ) printf("This is child process/n");
        }
        else {
                /* 父进程程序*/
                for ( i = 1; i <1000; i ++ ) printf("This is process process/n");
        }
1
}
 
程序运行后,你就能看到屏幕上交替出现子进程与父进程各打印出的一千条信息了。如果程序还在运行中,你用ps
命令就能看到系统中有两个它在运行了。
 
那么调用这个fork函数时发生了什么呢?fork函数启动一个新的进程,这个进程几乎是当前进程的一个拷贝:子进
程和父进程使用相同的代码段;子进程复制父进程的堆栈段和数据段。这样,父进程的所有数据都可以留给子进
程,但是,子进程一旦开始运行,虽然它继承了父进程的一切数据,但实际上数据却已经分开,相互之间不再有影
响了,也就是说,它们之间不再共享任何数据了。它们再要交互信息时,只有通过进程间通信来实现,这将是我们
下面的内容。
 
既然它们如此相象,系统如何来区分它们呢?这是由函数的返回值来决定的。对于父进程,fork函数返回了子程序
的进程号,而对于子程序,fork函数则返回零。在操作系统中,我们用ps函数就可以看到不同的进程号,对父进程
而言,它的进程号是由比它更低层的系统调用赋予的,而对于子进程而言,它的进程号即是fork函数对父进程的返
回值。在程序设计中,父进程和子进程都要调用函数fork()下面的代码,而我们就是利用fork()函数对父子进程的
不同返回值用if……else……语句来实现让父子进程完成不同的功能。我们看到,上面例子执行时两条信息是交互
无规则的打印出来的,这是父子进程独立执行的结果,虽然我们的代码似乎和串行的代码没有什么区别。
 
读者也许会问,如果一个大程序在运行中,它的数据段和堆栈都很大,一次fork就要复制一次,那么fork的系统开
销不是很大吗?无论是数据段还是堆栈段都是由许多"页"构成的,fork函数复制这两个段,只是"逻辑"上的,并
非"物理"上的,也就是说,实际执行fork时,物理空间上两个进程的数据段和堆栈段都还是共享着的,当有一个进