Linux программирование в примерах

Роббинс Арнольд

Значения PID уникальны; по определению, не может быть двух запущенных процессов с одним и тем же PID. PID обычно возрастают в значении, так что порожденный процесс имеет обычно больший PID, чем его родитель. Однако, на многих системах значения PID переполняются; когда достигается значение системного максимума для PID, следующий процесс создается с наименьшим не используемым номером PID. (Ничто в POSIX не требует такого поведения, и некоторые системы назначают неиспользуемые номера PID случайным образом.)

Если родительский процесс завершается, порожденный получает нового родителя,

init

.

В этом случае PID родителя будет 1, что является PID

init

. Такой порожденный процесс называется висячим (orphan). Следующая программа,

ch09-reparent.с

, демонстрирует это. Это также первый пример

fork

в действии:

1 /* ch09-reparent.c --- показывает, что getppid может менять значения */

2

3 #include <stdio.h>

4 #include <errno.h>

5 #include <sys/types.h>

6 #include <unistd.h>

7

8 /* main --- осуществляет работу */

9

10 int main(int argc, char **argv)

11 {

12 pid_t pid, old_ppid, new_ppid;

13 pid_t child, parent;

14

15 parent = getpid; /* перед fork */

16

17 if ((child = fork) < 0) {

18 fprintf(stderr, "%s: fork of child failed: %s\n",

19 argv[0], strerror(errno));

20 exit(1);

21 } else if (child == 0) {

22 old_ppid = getppid;

23 sleep(2); /* см. главу 10 */

24 new_ppid = getppid;

25 } else {

26 sleep(1);

27 exit(0); /* родитель завершается после fork */

28 }

29

30 /* это выполняет только порожденный процесс */

31 printf("Original parent: %d\n", parent);

32 printf("Child: %d\n", getpid);

33 printf("Child's old ppid: %d\n", old_ppid);

34 printf("Child's new ppid: %d\n", new_ppid);

35

36 exit(0);

37 }

Строка 15 получает PID начального процесса, используя

getpid

. Строки 17–20 создают порожденный процесс, проверяя по возвращении ошибки.

Строки 21–24 выполняются порожденным процессом: строка 22 получает PPID. Строка 23 приостанавливает процесс на две секунды (сведения о

sleep

см в разделе 10.8.1 «Аварийные часы:

sleep

,

alarm

и

SIGALRM

»), а строка 24 снова получает PPID.

Строки 25–27

исполняются в родительском процессе. Строка 26 задерживает родителя на одну секунду, давая порожденному процессу достаточно времени для осуществления первого вызова

getppid

. Строка 27 завершает родителя.

Строки 31–34 выводят значения. Обратите внимание, что переменная

parent

, которая была установлена до разветвления, сохраняет свое значение в порожденном процессе. После порождения у двух процессов идентичные, но независимые копии адресного пространства. Вот что происходит при запуске программы:

$ ch09-reparent /* Запуск программы */

$ Original parent: 6582 /* Программа завершается: приглашение оболочки

и вывод порожденного процесса */

Child: 6583

Child's old ppid: 6582

Child's new ppid: 1

Помните, что обе программы выполняются параллельно. Графически это изображено на рис. 9.2.

Рис. 9.2. Два параллельно исполняющихся процесса после разветвления

ЗАМЕЧАНИЕ. Использование

sleep

, чтобы заставить один процесс пережить другой, работает в большинстве случаев. Однако, иногда случаются ошибки, которые трудно воспроизвести и трудно обнаружить. Единственным способом гарантировать правильное поведение является явная синхронизация с помощью

wait

или

waitpid

, которые описываются далее в главе (см. раздел 9.1.6.1 «Использование функций POSIX:

wait

и

waitpid

»).

9.1.3. Установка приоритетов процесса:

nice

Когда процессы запущены, ядро динамически меняет приоритет каждого процесса. Как и в жизни, элементы с большим приоритетом получают внимание до элементов с меньшим приоритетом. Короче говоря, каждому процессу выделяется небольшая порция времени для исполнения, которая называется квантом времени (time slice). Когда квант истекает, если текущий процесс все еще является процессом с наивысшим приоритетом, ему разрешается продолжать.

Linux, как и Unix, обеспечивает вытесняющую многозадачность. Это означает, что ядро может вытеснить процесс (приостановить его), если настало время дать возможность поработать другому процессу. Приоритет длительное время работающих процессов (например, процессов, выполняющих интенсивные вычисления), снижается в конце их кванта времени, поэтому они дают шанс другим процессам получить время процессора. Сходным образом, процессам, длительное время бездействовавшим в ожидании завершения ввода/вывода (таким, как интерактивный текстовый редактор), приоритет повышается, так что они могут ответить на ввод/вывод, когда он происходит. Короче, ядро гарантирует, что все процессы, усредненные по времени, получают свою «справедливую долю» времени процессора. Повышение и понижение приоритетов является частью этого процесса.