4.3Порождение новых процессов.
Для порождения новых процессов в UNIX существует единая схема, с помощью которой создаются все процессы, существующие в работающем экземпляре ОС UNIX, за исключением процессов с PID=0 и PID=15.
Для создания нового процесса в операционной системе UNIX используется системный вызов fork().
#include
#include
pid_t fork(void);
При этом в таблицу процессов заносится новая запись, и порожденный процесс получает свой уникальный идентификатор. Для нового процесса создается контекст, большая часть содержимого которого идентична контексту родительского процесса, в частности, тело порожденного процесса содержит копии сегментов кода и данных его родителя. Кроме того, в порожденном процессе наследуется (т.е. является копией родительской):
- окружение - при формировании процесса ему передается некоторый набор параметров-переменных, используя которые, процесс может взаимодействовать с операционным окружением (интерпретатором команд и т.д.);
- файлы, открытые в процессе-отце, за исключением тех, которым было запрещено передаваться процессам-потомкам с помощью задания специального параметра при открытии. (Речь идет о том, что в системе при открытии файла с файлом ассоциируется некоторый атрибут, который определяет правила передачи этого открытого файла сыновним процессам. По умолчанию открытые в «отце» файлы можно передавать «потомкам», но можно изменить значение этого параметра и блокировать передачу открытых в процессе-отце файлов.);
- способы обработки сигналов;
- разрешение переустановки эффективного идентификатора пользователя;
- разделяемые ресурсы процесса-отца;
- текущий рабочий каталог и домашний каталоги
- и т.д.
Не наследуются порожденным процессом следующие атрибуты родительского процесса:
-
идентификатор процесса (PID)
-
идентификатор родительского процесса (PPID)
-
сигналы, ждущие доставки в родительский процесс
-
время посылки предупреждающего сигнала, установленное системным вызовом alarm() (в порожденном процессе оно сбрасывается в нуль)
-
блокировки файлов, установленные родительским процессом
По завершении системного вызова fork() каждый из процессов – родительский и порожденный – получив управление, продолжат выполнение с одной и той же инструкции одной и той же программы, а именно с той точки, где происходит возврат из системного вызова fork(). Вызов fork() в случае удачного завершения возвращает сыновнему процессу значение 0, а родительскому PID порожденного процесса. Это принципиально важно для различения сыновнего и родительского процессов, так как сегменты кода у них идентичны. Таким образом, у программиста имеется возможность разделить путь выполнения инструкций в этих процессах.
В случае неудачного завершения, т.е. если сыновний процесс не был порожден, системный вызов fork() возвращает –1, код ошибки устанавливается в переменной errno.
Рис. 9 Выполнение системного вызова fork()
-
Порождение сыновнего процесса. Идентификаторы процессов.
#include
#include
#include
int main(int argc, char **argv)
{
printf("PID=%d; PPID=%d \n",getpid(), getppid());
/*печать PID текущего процесса и PID процесса-предка */
fork();
/*создание нового процесса, с этого момента два процесса функционируют параллельно и независимо*/
printf("PID=%d; PPID=%d \n",getpid(), getppid());
/*оба процесса печатают PID текущего процесса и PID процесса-предка*/
return 0;
}
В этом примере оба процесса узнают свой собственный идентификатор процесса с помощью вызова getpid(), а идентификатор родительского процесса – с помощью вызова getppid().
Следует отметить два момента, связанных с функционированием двух процессов. Во-первых, нельзя определенно сказать, в каком порядке будет происходить печать с момента появления двух процессов – это будет определяться планировщиком процессов. Во-вторых, ответ на вопрос - какой идентификатор родительского процесса распечатает вновь созданный процесс, если процесс-предок завершит свою работу раньше, будет приведен несколько ниже.
-
Порождение сыновнего процесса. Одновременное выполнение.
Программа создает два процесса – процесс-предок распечатывает заглавные буквы, а процесс-потомок строчные.
#include
#include
#include
int main(int argc, char **argv)
{
char ch, first, last;
int pid;
if((pid=fork())>0)
{
/*процесс-предок*/
first =’A’;
last =’Z’;
}
else
{
/*процесс-потомок*/
first =’a’;
last =’z’;
}
for (ch = first; ch <= last; ch++)
{
write(1,&ch,1);
}
return 0;
}
Оба процесса распечатывают буквы одним и тем же оператором for. Оба процесса имеют возможность получить управление, таким образом любой из них может начать исполнение первым.
|
