Unix Programming Learning Note

第二章 程序、线程和进程

进程环境

环境列表由指针数组组成，指向“环境变量=环境变量相关的字符串值”形式的字符串。

进程开始执行时，外部变量environ指向进程环境列表，如果进程是由execl，execlp，execvp初始化的，他就会继承执行exec前那个进程的环境列表。execle和execve函数则专门设置了环境列表。

Unix的设计哲学里，启动新程序通常需要两步走：

1. fork()：父进程生一个子进程（此时子进程和父进程一模一样）。
2. exec()：子进程调用 exec，把自己变成想要运行的新程序。

例子： 在终端里输入 ls 并回车时：

1. Shell (父进程) 调用 fork()，生出一个子 Shell。
2. 子 Shell 调用 exec("ls")。
3. 子 Shell 的身体被 ls 的代码接管，变成了 ls 进程。
4. ls 进程 运行结束，退出。

exec族

exec不是一个函数，而是一组函数（统称exec族），它们名字长得很像，区别只在于参数怎么传。

名字后缀的含义：

• l (list)：参数一个一个列出来（像列表一样）。
• v (vector)：参数放在一个数组（向量）里传进去。
• p (path)：自动去环境变量 PATH 里找程序（不用写 /bin/ls，直接写 ls 就行）。
• e (environment)：不继承老的环境变量，而是由你指定一个新的环境变量数组。

常见的几个：

1. execl (list):

   // 需要写全路径，参数一个一个传，最后必须以 NULL 结尾 
   execl("/bin/ls", "ls", "-l", NULL);

2. execv (vector):

   // 需要写全路径，参数放数组里 
   char *args[] = {"ls", "-l", NULL}; 
   execv("/bin/ls", args);`

3. execlp (list + path):

   // 文件名写 "ls" 即可，系统会自动去 PATH 里找 /bin/ls 
   execlp("ls", "ls", "-l", NULL);

4. execle (list + environment):

   // 自定义环境变量（不继承父进程的） 
   char *env[] = {"MYVAR=hello", NULL}; execle("/bin/myprog", "myprog", NULL, env);

进程终止

一个进程终止时，操作系统就会释放进程资源、更新适当的通知消息并向其他进程通知它的死亡。终止可以说是正常的，也可以是非正常的。进程终止期间执行的活动包括取消挂起的定时器和信号、释放虚拟内存资源、释放其他持有的系统资源以及关闭打开的文件。操作系统记录进程状态和资源，通知父进程调用wait函数做出响应。

嗯…微妙的感觉

如果进程终止时父进程没有wait它，这个进程成为僵尸进程。如果父进程先结束了，子进程还在运行，这个进程成为孤儿进程。系统中的 init 进程（进程ID为1）会自动成为这些子进程的新父进程，并周期性wait子进程。

正常终止的情况：

• 从main函数返回或隐式返回
  • 调用exit，_exit 或 _Exit 函数

exit vs _exit vs _Exit

• exit()
  • 执行用户通过 atexit 注册的作为退出处理程序的函数。刷新缓冲区（比如用 printf 打印的内容可能还在内存缓存里，没写到屏幕或文件，exit 会确保把这些内容写出去），关闭打开的文件流。
  • main 函数里的 return 0 等同于调用 exit(0)。
• _exit() 和 _Exit()
  • 直接结束，不会刷新缓冲区（可能导致数据丢失），也不再控制终止前调用用户定义的退出处理程序。