pipe、dup、dup2、wait、waitpid、fork函數(shù)說明
int pipe(int fd[2]);
功能:創(chuàng)建一個(gè)簡單的管道,若成功則為數(shù)組fd分配兩個(gè)文件描述符,其中fd[0] 用于讀取管道,fd[1]用于寫入管道。
返回:成功返回0,失敗返回-1;
管道是Linux 支持的最初Unix IPC形式之一,具有以下特點(diǎn):
管道是半雙工的,數(shù)據(jù)只能向一個(gè)方向流動(dòng);需要雙方通信時(shí),需要建立起兩個(gè)管道; 只能用于父子進(jìn)程或者兄弟進(jìn)程之間(具有親緣關(guān)系的進(jìn)程); 單獨(dú)構(gòu)成一種獨(dú)立的文件系統(tǒng):管道對(duì)于管道兩端的進(jìn)程而言,就是一個(gè)文件,但它不是普通的文件,它不屬于某種文件系統(tǒng),而是自立門戶,單獨(dú)構(gòu)成一種文件系 統(tǒng),并且只存在與內(nèi)存中。 數(shù)據(jù)的讀出和寫入:一個(gè)進(jìn)程向管道中寫的內(nèi)容被管道另一端的進(jìn)程讀出。寫入的內(nèi)容每次都添加在管道緩沖區(qū)的末尾,并且每次都是從緩沖區(qū)的頭部讀出數(shù)據(jù)。
但值得我們注意的是:管道它有自身的特點(diǎn)。
(1)管道通信是單向的,并且遵守先進(jìn)先出的原則,即先寫入的數(shù)據(jù)先讀出。
(2)管道是一個(gè)無結(jié)構(gòu),無固定大小的字節(jié)流。
(3)兩個(gè)返回的文件描述符以一種特殊的方式連接起來.寫到fd[1]的數(shù)據(jù)都可以從fd[0]中讀回來.
向管道中寫入數(shù)據(jù)時(shí),linux將不保證寫入的原子性,管道緩沖區(qū)一有空閑區(qū)域,寫進(jìn)程就會(huì)試圖向管道寫入數(shù)據(jù)。如果讀進(jìn)程不讀走管道緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù),那么寫操作將一直阻塞。
int dup(int fd)
復(fù)制一個(gè)存在的文件描述符,返回當(dāng)前可用的最小文件描述符。。。比如當(dāng)前文件描述符已經(jīng)到了100,使用 dup(100) ,將返回 101 ,101這個(gè)文件描述符擁有100的所有東西,復(fù)制了嘛。。。
int dup2(int fd, int fd2)
是可以指定一個(gè)文件描述符(fd2)來使用,如果fd2已經(jīng)打開,則會(huì)先將其關(guān)閉,如果 fd==fd2 ,直接返回 fd2 且不關(guān)閉。
實(shí)際上 fcntl 也能完成這2個(gè)函數(shù)的功能,只是對(duì)于 dup2 來說,fcntl 是調(diào)用2個(gè)函數(shù),而 dup2 是一個(gè)原子操作。
dup函數(shù)的作用:復(fù)制一個(gè)現(xiàn)有的句柄,產(chǎn)生一個(gè)與“源句柄特性”完全一樣的新句柄(也即生成一個(gè)新的句柄號(hào),并關(guān)聯(lián)到同一個(gè)設(shè)備)
dup2函數(shù)的作用:復(fù)制一個(gè)現(xiàn)有的句柄到另一個(gè)句柄上,目標(biāo)句柄的特性與“源句柄特性”完全一樣(也即首先關(guān)閉目標(biāo)句柄,與設(shè)備斷連,接著從源句柄完全拷貝復(fù)制到目標(biāo)句柄)
wait和waitpid函數(shù)
頭文件
#include<sys/types.h>
#include<sys/wait.h>
函數(shù) pid_t wait (int * status);
進(jìn)程一旦調(diào)用了 wait,就 立即阻塞自己,由wait自動(dòng)分析是否當(dāng)前進(jìn)程的某個(gè)子進(jìn)程已經(jīng)退出,如果讓它找到了這樣一個(gè)已經(jīng)變成僵尸的子進(jìn)程,wait 就會(huì)收集這個(gè)子進(jìn)程的信息, 并把它徹底銷毀后返回;如果沒有找到這樣一個(gè)子進(jìn)程,wait就會(huì)一直阻塞在這里,直到有一個(gè)出現(xiàn)為止。
wait(等待子進(jìn)程中斷或結(jié)束)
wait()會(huì)暫時(shí)停止目前進(jìn)程的執(zhí)行,直到有信號(hào)來到或子進(jìn)程結(jié)束。如果在調(diào)用wait()時(shí)子進(jìn)程已經(jīng)結(jié)束,則wait()會(huì)立即返回子進(jìn)程結(jié)束狀態(tài)值。子進(jìn)程的結(jié)束狀態(tài)值會(huì)由參數(shù)status 返回,而子進(jìn)程的進(jìn)程識(shí)別碼也會(huì)一快返回。如果不在意結(jié)束狀態(tài)值,則參數(shù)status 可以設(shè)成NULL。子進(jìn)程的結(jié)束狀態(tài)值請(qǐng)參考waitpid()。
返回值
如果執(zhí)行成功則返回子進(jìn)程識(shí)別碼(PID),如果有錯(cuò)誤發(fā)生則返回-1。失敗原因存于errno 中。
waitpid(等待子進(jìn)程中斷或結(jié)束)
相關(guān)函數(shù) wait,fork
表頭文件
#include<sys/types.h>
#include<sys/wait.h>
定義函數(shù) pid_t waitpid(pid_t pid,int * status,int options);
函數(shù)說明
waitpid()會(huì)暫時(shí)停止目前進(jìn)程的執(zhí)行,直到有信號(hào)來到或子進(jìn)程結(jié)束。如果在調(diào)用waitpid()時(shí)子進(jìn)程已經(jīng)結(jié)束,則waitpid()會(huì)立即返回子進(jìn)程結(jié)束狀態(tài)值。子進(jìn)程的結(jié)束狀態(tài)值會(huì)由參數(shù)status 返回,而子進(jìn)程的進(jìn)程識(shí)別碼也會(huì)一快返回。如果不在意結(jié)束狀態(tài)值,則參數(shù)status 可以設(shè)成NULL。
參數(shù)pid 為欲等待的子進(jìn)程識(shí)別碼,其他數(shù)值意義如下:
pid<-1 等待進(jìn)程組識(shí)別碼為pid 絕對(duì)值的任何子進(jìn)程。
pid=-1 等待任何子進(jìn)程,相當(dāng)于wait()。
pid=0 等待進(jìn)程組識(shí)別碼與目前進(jìn)程相同的任何子進(jìn)程。
pid>0 等待任何子進(jìn)程識(shí)別碼為pid 的子進(jìn)程。
目前在Linux中只支持WNOHANG和WUNTRACED兩個(gè)選項(xiàng),
WNOHANG 如果沒有任何已經(jīng)結(jié)束的子進(jìn)程則馬上返回,不予以等待。
WUNTRACED 如果子進(jìn)程進(jìn)入暫停執(zhí)行情況則馬上返回,但結(jié)束狀態(tài)不予以理會(huì)。
如果我們不想使用它們,也可以把options設(shè)為0,如:
ret=waitpid(-1,NULL,0);
如果使用了WNOHANG參數(shù)調(diào)用waitpid,即使沒有子進(jìn)程退出,它也會(huì)立即返回,不會(huì)像wait那樣永遠(yuǎn)等下去。
而WUNTRACED參數(shù),用于跟蹤調(diào)試,極少用到,就不說了。
查看linux源代碼 unistd.h 我們會(huì)發(fā)現(xiàn),其實(shí) wait 就是經(jīng)過包裝的 waitpid:
static inline pid_t wait(int * wait_stat)
{
return waitpid(-1,wait_stat,0);
}
可以用kill函數(shù)殺死子進(jìn)程
kill(childPid,SIGKILL);
子進(jìn)程的結(jié)束狀態(tài)返回后存于status,下面有幾個(gè)宏可判別結(jié)束情況:
WIFEXITED(status)如果子進(jìn)程正常結(jié)束則為非0值。
WEXITSTATUS(status)取得子進(jìn)程exit()返回的結(jié)束代碼,一般會(huì)先用WIFEXITED 來判斷是否正常結(jié)束才能使用此宏。
WIFSIGNALED(status)如果子進(jìn)程是因?yàn)樾盘?hào)而結(jié)束則此宏值為真
WTERMSIG(status) 取得子進(jìn)程因信號(hào)而中止的信號(hào)代碼,一般會(huì)先用WIFSIGNALED 來判斷后才使用此宏。
WIFSTOPPED(status) 如果子進(jìn)程處于暫停執(zhí)行情況則此宏值為真。一般只有使用WUNTRACED 時(shí)才會(huì)有此情況。
WSTOPSIG(status) 取得引發(fā)子進(jìn)程暫停的信號(hào)代碼,一般會(huì)先用WIFSTOPPED 來判斷后才使用此宏。
if (WIFEXITED(status))
{
printf("exited, status=%d/n", WEXITSTATUS(status));
}
else if (WIFSIGNALED(status)) {
printf("killed by signal %d/n", WTERMSIG(status));
}
else if (WIFSTOPPED(status)) {
printf("stopped by signal %d/n", WSTOPSIG(status));
}
else if (WIFCONTINUED(status)) {
printf("continued/n");
}
返回值
如果執(zhí)行成功則返回子進(jìn)程識(shí)別碼(PID),如果有錯(cuò)誤發(fā)生則返回-1。失敗原因存于errno 中。
fork函數(shù)
Create a new process
程序段里用了fork();之后程序出了分岔,派生出了兩個(gè)進(jìn)程。具體哪個(gè)先運(yùn)行就看該操作的系統(tǒng)的調(diào)度算法了。
函數(shù)返回2次.
返回值得在子進(jìn)程中pid的值為0,通過getpid可以獲取子進(jìn)程的進(jìn)程id;
返回值:
A value of zero to the child process; and the process ID of the child process to the parent process.
Both processes continue to execute from the fork() function. If an error occurs, fork() returns -1 to the parent and sets errno.
#include <sys/types.h>
#include <process.h>
int main()
{
pid_t pid;
puts("<1>");
pid=fork();
if (pid < 0) {
printf("error in fork! \r\n");
}
else if (pid == 0) {
printf("i am the child process, my process id is %d \r\n",getpid());
}
else {
printf("i am the parent process, my process id is %d \r\n",getpid());
}
puts("<2>");
return 0;
}