• • 一、程序的开始与结束
  • • 1、main函数由谁调用
    • 2、程序如何结束
    • 3、atexit注册进程终止处理函数
    • 4、代码验证
  • 二、进程环境
  • • 1、环境变量
    • 2、进程运行的虚拟地址空间
  • 三、进程的正式引入
  • • 1、什么是进程
    • 2、进程ID --- 进程的唯一标识符
    • 3、多进程调度原理
    • 4、fork创建子进程
    • • fork的内部原理

一、程序的开始与结束

1、main函数由谁调用

(1)编译链接时的引导代码。
操作系统下的应用程序其实在main执行前也需要先执行一段引导代码才能去执行main，我们写应用程序时不用考虑引导代码的问题，编译链接时（准确说是链接时）由链接器将编译器中事先准备好的引导代码给连接进去和我们的应用程序一起构成最终的可执行程序。

补充： linux源文件生成可执行文件的过程

(2)运行时的加载器。
加载器是操作系统中的程序，当我们去执行一个程序时（譬如./a.out，譬如代码中用exec族函数来运行）加载器负责将这个程序加载到内存中去执行这个程序。

程序在编译连接时用链接器，运行时用加载器，这两个东西对程序运行原理非常重要。

2、程序如何结束

(1) 正常终止：return、exit、_exit
(2) 非正常终止：自己或他人发信号终止进程

区别：return和exit效果一样，都是会执行进程终止处理函数，但是用_exit终止进程时并不执行atexit注册的进程终止处理函数。

3、atexit注册进程终止处理函数

功能：atexit注册多个进程终止处理函数，先注册的后执行（先进后出，和栈一样）

4、代码验证

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

void func1(void)
{
	printf("func1\n");
}

void func2(void)
{
	printf("func2\n");
}


int main(void)
{
	printf("hello world.\n");
	
	// 当进程被正常终止时，系统会自动调用这里注册的func1执行
	atexit(func2);
	atexit(func1);
	
	printf("my name is lilei hanmeimei\n");
	
	
	//return 0;
	//exit(0);
	_exit(0);
}

二、进程环境

1、环境变量

(1) export命令查看环境变量
(2) 进程环境表介绍：每一个进程中都有一份所有环境变量构成的一个表格，也就是说我们当前进程中可以直接使用这些环境变量。进程环境表其实是一个字符串数组，用environ变量指向它。
(3) 程序中通过environ全局变量使用环境变量
(4)我们写的程序中可以无条件直接使用系统中的环境变量，所以一旦程序中用到了环境变量那么程序就和操作系统环境有关了。
(4)获取指定环境变量函数getenv

用代码实现 export 命令

#include <stdio.h>

int main(void)
{
	extern char **environ;		// 声明就能用
	int i = 0;
	
	while (NULL != environ[i])
	{
		printf("%s\n", environ[i]);
		i++;
	}

	return 0;
}

2、进程运行的虚拟地址空间

(1)操作系统中每个进程在独立地址空间中运行
(2)每个进程的逻辑地址空间均为4GB（32位系统）
(3)0-1G为OS，1-4G为应用
(4)虚拟地址到物理地址空间的映射
(5)意义：进程隔离，提供多进程同时运行

三、进程的正式引入

1、什么是进程

进程就是程序的一次运行过程，一个静态的可执行程序a.out的一次运行过程（./a.out去运行到结束）就是一个进程。
进程控制块PCB（process control block），内核中专门用来管理一个进程的数据结构。

2、进程ID — 进程的唯一标识符

获取进程pid的函数

(1)getpid、getppid、getuid、geteuid、getgid、getegid
(2)实际用户ID和有效用户ID区别（可百度）

3、多进程调度原理

(1)操作系统同时运行多个进程
(2)宏观上的并行和微观上的串行
(3)实际上现代操作系统最小的调度单元是线程而不是进程

4、fork创建子进程

为什么要创建子进程
(1)每一次程序的运行都需要一个进程
(2)多进程实现宏观上的并行

fork的内部原理

(1)进程的分裂生长模式。如果操作系统需要一个新进程来运行一个程序，那么操作系统会用一个现有的进程来复制生成一个新进程。老进程叫父进程，复制生成的新进程叫子进程。
(2)fork函数调用一次会返回2次，返回值等于0的就是子进程，而返回值大于0的就是父进程。
(3)典型的使用fork的方法：使用fork后然后用if判断返回值，并且返回值大于0时就是父进程，等于0时就是子进程。
(4)fork的返回值在子进程中等于0，在父进程中等于本次fork创建的子进程的进程ID。

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>


int main(void)
{
	pid_t p1 = -1;
	
	p1 = fork();		// 返回2次
	
	if (p1 == 0)
	{
		// 这里一定是子进程
		
		// 先sleep一下让父进程先运行，先死
		sleep(1);
		
		printf("子进程, pid = %d.\n", getpid());		
		printf("hello world.\n");
		printf("子进程, 父进程ID = %d.\n", getppid());
	}
	
	if (p1 > 0)
	{
		// 这里一定是父进程
		printf("父进程, pid = %d.\n", getpid());
		printf("父进程, p1 = %d.\n", p1);
	}
	
	if (p1 < 0)
	{
		// 这里一定是fork出错了
	}
	
	// 在这里所做的操作
	//printf("hello world, pid = %d.\n", getpid());

	return 0;
}