进程控制是操作系统中一个非常重要的概念，它涉及到创建、管理和终止进程的能力。进程控制包括一系列操作，如创建新进程、等待进程结束、发送信号给进程等。下面是进程控制中一些常见的操作及其相关API：
进程控制概述
进程控制是指操作系统提供的用于管理进程生命周期的功能。这包括创建进程、获取进程状态、等待进程结束、发送信号等操作。这些功能对于编写多进程程序和系统管理工具尤为重要。
进程控制的常见操作
创建进程
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fork()：
pid_t fork(void): 创建一个新的进程，该进程是当前进程的一个副本。- 返回值：在父进程中返回子进程的PID，在子进程中返回0。
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vfork()：
pid_t vfork(void): 类似于fork()，但在子进程中执行完_exit()或longjmp()前，父进程会被阻塞。- 返回值：同
fork()。
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posix_spawn()：
int posix_spawn(pid_t *pid, const char *path, const posix_spawn_file_actions_t *file_actions, const posix_spawnattr_t *attrp, char *const argv[], char *const envp[]): 创建一个新的进程，执行指定路径的程序。- 参数
argv和envp分别指定了程序的参数列表和环境变量。
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exec系列函数：
execl(const char *path, const char *arg, ...): 替换当前进程映像，执行新的程序。execle(const char *path, const char *arg, ..., char *const envp[]): 替换当前进程映像，执行新的程序，并设置环境变量。execlp(const char *file, const char *arg, ...): 替换当前进程映像，执行新的程序，使用PATH环境变量查找文件。execv(const char *path, char *const argv[]): 替换当前进程映像，执行新的程序。execvp(const char *file, char *const argv[]): 替换当前进程映像，执行新的程序，使用PATH环境变量查找文件。execvpe(const char *file, char *const argv[], char *const envp[]): 替换当前进程映像，执行新的程序，使用PATH环境变量查找文件，并设置环境变量。- 返回值：这些函数在失败时返回-1，在成功时则不会返回。
获取进程状态
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wait()：
pid_t wait(int *status): 等待任意一个子进程结束，并获取其状态。- 参数
status可以通过宏如WIFEXITED()、WEXITSTATUS()等解析进程的状态。
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waitpid()：
pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options): 等待指定的子进程结束，并获取其状态。- 参数
pid可以指定等待哪个子进程；options可以指定等待的行为，如WNOHANG表示非阻塞等待。
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waitid()：
int waitid(idtype_t idtype, id_t id, siginfo_t *infop, int options): 等待一个指定的进程或线程结束，并获取其状态。- 参数
idtype可以是P_PID（进程ID）、P_PGID（进程组ID）或P_PID（线程ID）。
进程终止
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_exit()：
_exit(int status): 使进程正常终止，并给出一个退出状态码。- 这个函数是进程终止时使用的，而不是用于线程。
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exit()：
void exit(int status): 使进程正常终止，并给出一个退出状态码。- 这个函数会先调用注册的终止处理函数。
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abort()：
void abort(void): 异常终止进程，并产生一个核心转储文件（如果启用了core dump）。
进程属性
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getpid()：
pid_t getpid(void): 获取当前进程的PID。
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getppid()：
pid_t getppid(void): 获取当前进程的父进程PID。
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setsid()：
pid_t setsid(void): 创建一个新的会话，并使其成为会话领导者。- 通常用于创建后台进程。
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getpgid()：
pid_t getpgid(pid_t pid): 获取进程组ID。
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setpgid()：
int setpgid(pid_t pid, pid_t pgid): 设置进程组ID。
进程资源控制
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nice()：
int nice(int inc): 改变进程的调度优先级。inc表示优先级的变化值。
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setpriority()：
int setpriority(int which, id_t who, int prio): 改变进程或进程组的优先级。
发送信号
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kill()：
int kill(pid_t pid, int sig): 发送信号给指定的进程。- 参数
sig指定要发送的信号类型。
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raise()：
int raise(int sig): 发送信号给当前进程。- 参数
sig指定要发送的信号类型。
示例代码
以下是一个简单的示例，展示如何在 Linux 系统上使用 C 语言创建子进程、等待子进程结束、并获取子进程的退出状态：
1#include <stdio.h>
2#include <unistd.h>
3#include <sys/wait.h>
4
5int main() {
6 pid_t pid;
7
8 // 创建子进程
9 pid = fork();
10 if (pid < 0) {
11 fprintf(stderr, "fork failed\n");
12 return 1;
13 } else if (pid > 0) {
14 // 父进程
15 int status;
16
17 // 等待子进程结束
18 if (waitpid(pid, &status, 0) != pid) {
19 fprintf(stderr, "waitpid failed\n");
20 return 1;
21 }
22
23 // 检查子进程的退出状态
24 if (WIFEXITED(status)) {
25 printf("子进程正常退出，状态码为 %d\n", WEXITSTATUS(status));
26 } else {
27 printf("子进程异常退出\n");
28 }
29 } else {
30 // 子进程
31 printf("子进程 PID: %d\n", getpid());
32 _exit(0); // 子进程正常退出
33 }
34
35 return 0;
36}注意事项
- 在创建子进程后，务必使用
wait()或waitpid()等待子进程结束，否则会产生僵尸进程。 - 使用
_exit()来终止子进程，而不要使用exit()，以避免执行不必要的清理工作。 - 调用
fork()之后，父进程和子进程中的程序计数器指向同一位置，因此通常需要立即添加条件分支来区分父进程和子进程的代码路径。 - 在使用
exec系列函数替换进程映像时，如果失败，需要检查错误并采取适当的措施。
进程控制是操作系统中的重要概念，理解这些操作对于编写多进程程序和系统管理工具至关重要。