进程

进程环境

当内核执行C程序时(使用一个exec程序)，在调用main之前调用一个特殊的启动例程。可执行文件将此可执行例程指定为程序的起始地址–这是由链接器设置的，而连接器是有C编译器调用的。启动例程从内核取得命令行参数和环境变量值，然后按上述方式调用main函数。

进程控制

系统中有一些专用进程，ID为0的进程通常是调度进程，该进程是内核的一部分，它并不执行任何磁盘上的程序。进程为1的进程通常是Init进程，该进程负责在自举内核后启动unix系统，并将系统引导到一个状态，MacOs中的init进程变成了 launchd进程。

fork

pid_t pid = fork();

if(pid <0)
{
    //error
    printf("fork err\n");
}
else if( pid == 0 )
{
    // child
    sleep(50);
    printf("child process by fork\n");
}
else
{
    printf("fork me\n");
}

vfork

vfork()跟fork()类似，都是创建一个子进程，这两个函数的的返回值也具有相同的含义。但是vfork()创建的子进程基本上只能做一件事，那就是立即调用_exit()函数或者exec函数族成员，调用任何其它函数（包括exit()）、修改任何数据（除了保存vfork()返回值的那个变量）、执行任何其它语句（包括return）都是不应该的。

此外，调用vfork()之后，父进程会一直阻塞，直到子进程调用_exit()终止，或者调用exec函数族成员。

pid_t pid = vfork();
if( pid == 0 )
{
    // child process
    printf("child process run and _exit() \n");
    _exit(0);
}
else if( pid > 0 )
{
    // father process
    printf("father process run \n");
}
else
{
    printf("vfork error");
}

clone

void thread(void)
{
    int i;
    while(1)
    {
        printf("This is a pthread.\n");
        sleep(1);
    }
}

int main(int argc,char **argv)
{
    pthread_t id;
    int i,ret;
    ret=pthread_create(&id,NULL,(void *) thread,NULL);
    if(ret!=0){
        printf ("Create pthread error!\n");
        exit (1);
    }

    while(1)
    {
        printf("This is the main process.\n");
        sleep(1);
    }
    pthread_join(id,NULL);
    return 0;
}

编译,strace跟踪,看pthread_create 的系统调用是 clone, 其比较大的作用是创建线程，当然也能创建子进程
man clone

clone(child_stack=0x7f61669d6fb0,
flags=CLONE_VM|CLONE_FS|CLONE_FILES|CLONE_SIGHAND|\
CLONE_THREAD|CLONE_SYSVSEM|CLONE_SETTLS|CLONE_PARENT_SETTID|CLONE_CHILD_CLEARTID,
parent_tidptr=0x7f61669d79d0, 
tls=0x7f61669d7700, 
child_tidptr=0x7f61669d79d0) = 22372

看上面这个pthread的例子，只有一个pid,但是下面两个线程，其对应两个内核上的 task_struct

[root@VM_8_16_centos ~]# ll /proc/26733/task/
total 0
dr-xr-xr-x 5 root root 0 Sep 17 12:06 26733
dr-xr-xr-x 5 root root 0 Sep 17 12:06 26734

3个fork

传统的fork()系统调用时在Linux中是用clone()实现的，其中clone()的flags参数指定为SIGCHLD信号及所有清0的clone标志，而它的child_stack参数是父进程当前的堆栈指针。因此，父进程和子进程暂时共享同一个用户堆栈。而由于写时复制技术，当任何一个进程试图改变栈，则立即各自得到用户堆栈的一份拷贝。

do_fork()函数负责处理clone()、fork()和vfork()系统调用，也就是说，无论是clone()、fork()还是vfork()，都会调用do_fork()函数。

1:

2.

waitpid

int main()
{
    pid_t pid = fork();
    printf("pid= %ld\n" , (long) getpid());
    if( pid < 0 )
    {
        printf("fork error");
    }
    else if( pid == 0 )
    {
        // child
        if( (pid = fork()) < 0 )
        {
            printf("fork error");
        }
        else if( pid > 0 )
        {
            printf("pid= %ld will be exit, before child\n" , (long) getpid());
            exit(0);
        }
        sleep(2);// a time for wait father process exit
        printf("second child ppid= %ld\n" , (long) getppid());
        printf("pid= %ld will be exit as child\n" , (long) getpid());
        exit(0);
    }

    if( waitpid(pid,NULL,0) != pid )
    {
        printf("waitpid error");
    }
    printf("pid= %ld will be exit\n" , (long) getpid());
    return 0;
}

REF

• daf94cf87
• zhihu qa