Linux进程管理（C语言）

理解进程控制的原理对于理解和修改fio project非常的重要。"fio is an I/O tool meant to be used both for benchmark and stress/hardware verification."进程
unix提供了大量的从c程序中操作系统的系统调用（别的语言应该也是有的吧）。创建进程
每一个进程都有一个正数的id，叫做pid。getpid函数返回调用进程的pid，getppid函数返回它的父进程的pid。forkexit父进程和子进程是并发运行的独立进程。内核能够以任意方式交替执行他们的逻辑控制流中的指令。如果能够在fork函数在父进程和子进程中返回后立即暂停这两个进程，我们会看到每个进程的地址空间都是相同的。（每个进程有相同的用户栈，相同的本地变量值，相同的堆，相同的全局变量值以及相同的代码。然而他们都有自己独立的地址空间）关于这个，fio这个程序利用到它的地方就是while （todo） {struct thread_data *map[REAL_MAX_JOBS];struct timeval this_start;int this_jobs = 0, left;for_each_td（td, i） {if （td->runstate ！= TD_NOT_CREATED）continue;
if （td->o.start_delay） {spent = utime_since_genesis（）; if （td->o.start_delay > spent）continue;} if （td->o.stonewall && （nr_started || nr_running）） {dprint（FD_PROCESS, "%s: stonewall wait ",td->o.name）;break;} init_disk_util（td）; td->rusage_sem = fio_mutex_init（FIO_MUTEX_LOCKED）;td->update_rusage = 0; /* * Set state to created. Thread will transition * to TD_INITIALIZED when it"s done setting up. */td_set_runstate（td, TD_CREATED）;map[this_jobs++] = td;nr_started++; ...if （td->o.use_thread） {int ret; dprint（FD_PROCESS, "will pthread_create "）;ret = pthread_create（&td->thread, NULL,thread_main, td）;if （ret） {log_err（"pthread_create: %s ",strerror（ret））;nr_started--;break;}ret = pthread_detach（td->thread）;if （ret）log_err（"pthread_detach: %s",strerror（ret））;} else {pid_t pid;dprint（FD_PROCESS, "will fork "）;pid = fork（）;if （！pid） {int ret = fork_main（shm_id, i）; _exit（ret）;} else if （i == fio_debug_jobno）*fio_debug_jobp = pid;}

这就相当于这么编程：#include <stdio.h>int main（）{ int i=1; int pid; while（（i--）>=0）{ pid=fork（）; if（pid==0）{ i--; printf（"in the child process. "）; } else printf（"in the parent process. "）; }}
编译并执行上面那段程序的结果：root@localhost ~]# ./a.outin the parent process.in the child process.in the parent process.in the child process.
一共创建了两个进程，只不过在Fio中的子进程的执行是由另外一个函数fork_main和thread_main来决定的。note:thread main这个函数做了许多事情，会再分析。回收子进程
当一个进程由于某种原因终止时，内核并不是立即把它从系统中清除。相反，进程被保持在一种已终止的状态中，直到被它的父进程reap。当父进程回收已经终止的子进程时，内核将子进程的退出状态（这是什么样的退出状态呢，留个心）传递给父进程，然后抛弃已终止的进程，从此时开始，该进程就不存在了。一个终止了但未被回收的进程称为僵尸zombie。如果父进程没有回收他的zombie就终止了，那么内核就会安排init进程来回收他们。长时间运行的程序，比如shell或者服务器，总是应该回收他们的zombie（总是在消耗系统的存储器资源）。一个进程可以通过调用waitpid函数来等待它的子进程终止或者停止。函数原型： #include<sys/types.h>
#include<sys/wait.h>
定义函数 pid_t waitpid（pid_t pid,int * status,int options）;waitpid - 函数说明 waitpid（）会暂时停止目前进程的执行,直到有信号来到或子进程结束。如果在调用 waitpid（）时子进程已经结束,则 waitpid（）会立即返回子进程结束状态值。子进程的结束状态值会由参数 status 返回, 而子进程的进程识别码也会一起返回。如果不在意结束状态值,则参数 status 可以设成 NULL。参数 pid 为欲等待的子进程识别码, 其他数值意义如下: pid<-1 等待进程组识别码为 pid 绝对值的任何子进程。 pid=-1 等待任何子进程,相当于 wait（）。 pid=0 等待进程组识别码与目前进程相同的任何子进程。 pid>0 等待任何子进程识别码为 pid 的子进程。参数options提供了一些额外的选项来控制waitpid，参数 option 可以为 0 或可以用"|"运算符把它们连接起来使用，比如： ret=waitpid（-1,NULL,WNOHANG | WUNTRACED）; 如果我们不想使用它们，也可以把options设为0，如： ret=waitpid（-1,NULL,0）; 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。若结束，则返回该子进程的ID。 WUNTRACED 若子进程进入暂停状态，则马上返回，但子进程的结束状态不予以理会。WIFSTOPPED（status）宏确定返回值是否对应与一个暂停子进程。子进程的结束状态返回后存于 status,底下有几个宏可判别结束情况: WIFEXITED（status）如果若为正常结束子进程返回的状态，则为真；对于这种情况可执行WEXITSTATUS（status），取子进程传给exit或_eixt的低8位。 WEXITSTATUS（status）取得子进程 exit（）返回的结束代码,一般会先用 WIFEXITED 来判断是否正常结束才能使用此宏。 WIFSIGNALED（status）若为异常结束子进程返回的状态，则为真；对于这种情况可执行WTERMSIG（status），取使子进程结束的信号编号。 WTERMSIG（status）取得子进程因信号而中止的信号代码,一般会先用 WIFSIGNALED 来判断后才使用此宏。 WIFSTOPPED（status）若为当前暂停子进程返回的状态，则为真；对于这种情况可执行WSTOPSIG（status），取使子进程暂停的信号编号。 WSTOPSIG（status）取得引发子进程暂停的信号代码,一般会先用 WIFSTOPPED 来判断后才使用此宏。如果执行成功则返回子进程识别码（PID） ,如果有错误发生则返回返回值-1。失败原因存于 errno 中。fio使用waitpid的例子* Run over the job map and reap the threads that have exited, if any. */static void reap_threads（unsigned int *nr_running, unsigned int *t_rate, unsigned int *m_rate）{...realthreads = pending = cputhreads = 0;for_each_td（td, i） {int flags = 0; /* * ->io_ops is NULL for a thread that has closed its * io engine */if （td->io_ops && ！strcmp（td->io_ops->name, "cpuio"））cputhreads++;elserealthreads++;...flags = WNOHANG;if （td->runstate == TD_EXITED）flags = 0; /* * check if someone quit or got killed in an unusual way */ret = waitpid（td->pid, &status, flags）;if （ret < 0） {if （errno == ECHILD） {log_err（"fio: pid=%d disappeared %d ",（int） td->pid, td->runstate）;td->sig = ECHILD;td_set_runstate（td, TD_REAPED）;goto reaped;}perror（"waitpid"）;} else if （ret == td->pid） {if （WIFSIGNALED（status）） {int sig = WTERMSIG（status）; if （sig ！= SIGTERM && sig ！= SIGUSR2）log_err（"fio: pid=%d, got signal=%d ",（int） td->pid, sig）;td->sig = sig;td_set_runstate（td, TD_REAPED）;goto reaped;}if （WIFEXITED（status）） {if （WEXITSTATUS（status） && ！td->error）td->error = WEXITSTATUS（status）; td_set_runstate（td, TD_REAPED）;goto reaped;}} ...让进程休眠
sleep函数将一个进程挂起一段指定的时间。sleep函数返回0，否则返回剩下的要休眠的秒数（是可能的，因为可能被信号中断而过早的返回）。另外一个有用的函数是pause，该函数让调用函数休眠，直到该进程收到一个信号。进程间的信号传递
note:由于时间关系，有空再补充。参考文献
Caapp:深入理解计算机系统 http://www.linuxidc.com/Linux/2015-03/114720.htm源码fio-2.1.10fio 的详细介绍：请点这里
fio 的下载地址：请点这里相关阅读：黄金搭档之fio+blktrace--Linux下模拟块设备访问方式 http://www.linuxidc.com/Linux/2011-12/48468.htm本文永久更新链接地址：http://www.linuxidc.com/Linux/2015-03/114722.htm