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    linux下多进程编程简介

    作者:wl111111 栏目:LINUX 时间:2020-04-29 9:44:03

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    叹!百花齐放的时代,渐行渐远!



    前言:

         本文章只是为了给广大和我一样的菜鸟一个指引。如果你是高手,或对编程毫无兴趣。建议请不要在此浪费时间。

       多进程是一个非常有用的东西。记得我上次介绍的那个TCP connect扫描器么,是不是很慢?如果你使用多进程分段扫描端口,你会发现速度大大提升。下面我们就来看看怎么在Linux下进行多进程编程。
          首先,简单介绍一下我们要用的函数:fork()、wait()。
          fork()函数是一个很有意思的函数。他可以建立一个新进程,把当前的进程分为父进程和子进程。原来进程的所有页面在调用fork()函数时被分为相同的两份,所以父进程和子进程都使用相同的映像。该函数与普通函数的不同之处是函数如果调用成功会返回两次,在父进程中返回子进程的PID;在子进程中返回0。成功后,父进程和子进程都在fork()函数后继续执行。如果函数调用不成功,则返回一次,返回值为 -1。
         由于在进程运行时,如果子进程先退出,它不会从进程列表里清除。而要发一个SIGCHLD(或SIGCLD)信号给父进程,父进程确认后子进程才会退出。在等待父进程确认期间,子进程处于“zombie”状态。所以我们就需要使用wait()函数。如果调用wait()函数时已经有一个处于“zombie”状态的子进程,那么函数立即返回的同时该子进程从内存中清除出去;否则,主进程会被挂起,直到其中一个进程退出。直接调用wait()函数有个很明显的缺点就是父进程会被挂起而无法进行其他任务。解决办法就是拦截处理信号SIGCHLD(或SIGCLD),这我会在以后讲信号处理的文章中给大家简单的说说。
         老规矩,通过源代码来学习多进程编程。

    /*--------------------------fork.c------------------------------*/
    /* mikespook */
    /* exercise function fork() and wait()*/
    /* 2002.5.28 */

    #include <stdio.h>
    #include <sys/types.h>
    #include <unistd.h>
    #define FAC_N 65535

    /* 子进程调用的函数,这里我为了模拟一个很大的后台操作用了一个循环。 */
    void big_loop(int n);
    /* 父进程调用的函数,其实不放到函数里也可以,不过为了程序的结构更好看还是放到函数里的好 */
    void input_information();

    int main()
    {
      /* 进程号 */
      pid_t pid;
      /* 程序在这里“分叉”,新的进程创建了 */
      pid = fork();
      /* 通过fork()的返回值来判断是父进程还是子进程 */
      switch(pid){
        /* 返回 -1,很不幸,创建进程失败了。可能是没有足够的内存空间,也可能已经开起了太多的进程。 */
        case -1:
          perror("fork\n");
          break;
        /* 返回 0,现在是在子进程里运行,那就调用子进程的操作函数。 */
        case 0:
          /* 一个运行65535次的循环,如果你的机子太快,不能看清楚两个进程同时运行的效果,那就再加大循环次数。或用sleep()函数 */
          big_loop(FAC_N);
          /* 取得子进程的PID,你可以看清楚子进程和父进程的PID是不同的(子进程的PID比父进程的要大,因为是在父进程运行后才创建的)。*/
          printf("PID:%d\n", getpid());
          break;
        /* 哈哈,返回的即不是错误,又不是子进程,那就是父进程喽。*/
        default:
          /* 这里让用户输入了4个数 */
          input_information();
          /* 取得子进程的PID。*/
          printf("PID:%d\n", getpid());
          break;
      }
      /* 等着吧,子进程不退出,你父进程也不能退出的。 */   
      wait();
      exit(0);  
    }

    /*big_loop: 简单,一看就明白,不解释了。*/
    void big_loop(int n)
    {
      int i;
      for(i = 0; i < n; i++){
        switch(i % 4){
          case 0:
            putchar('-');
            break;
          case 1:
            putchar('/');
            break;
          case 2:
            putchar('|');
            break;
          case 3:
            putchar('\\');
            break;
        }
        putchar('\b');
      }
    }

    /*input_information: 简单,一看就明白,也不解释了。*/
    void input_information()
    {
      int n_table[4], i;

      for(i = 0; i < 4; i++){
        printf("Number %d:\t", i);
        scanf("%d", &n_table[i]);
      }

       printf("Number1\tNumber2\tNumber3\tNumber4\n");
       printf("%d\t%d\t%d\t%d\n", n_table[0], n_table[1], n_table[2], n_table[3]);
    }
    /*--------------------------fork.c------------------------------*/

         同样,我再给大家补充几点,以供参考。
         多进程的好处是同时并行的运行多个任务。由于各自使用独立的内存空间,所以不容易由于冲突而出错。但是这样就给进程间的通信带来了一定的麻烦。当然有很多办法,比如管道,消息等等可以解决这个问题。多进程还有一个问题就是内存空间的浪费。一个进程就是一个完整的内存映像,有一些数据重复放置,这样对内存空间浪费是很严重的(我想这也就是多线程比多进程要优越的原因,可惜我还没有完全搞明白linux下的多线程,要不然也和大家讨论讨论。过段时间吧!)。还有,我要提示的是上面这个例子我在最后用了wait()函数,这样父进程运行完后回等着子进程退出才退出。你可以试试把wait();这个语句去掉,看看什么效果?父进程运行完退出了,我们回到了[mikespook @ lazycat]$的提示符下,而子进程继续在运行。有时我们可以利用这个把一个进程放到后台去运行(比如木马……当然啦,我不是建议你做木马!)。

         好啦,Linux下的多进程编程就怎么点内容,是不是很简单呢?其实,让两个进程独立运行很容易,关键的难点是父进程和子进程共享数据,进行通信。我会在以后的文章中慢慢和大家讨论的(其实关键是有一些东西还没有悟透,不敢拿出来丢人^%^)。


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    原文链接:https://www.cnblogs.com/mikespook/archive/2004/06/25/73830.html