《Linux基礎(chǔ)及應(yīng)用教程》課件第4章 進(jìn)程控制開發(fā)

4.1Linux下進(jìn)程概述4.1.1進(jìn)程的概念1．進(jìn)程的引入2．進(jìn)程及其特征（1）動(dòng)態(tài)性（2）并發(fā)性（3）獨(dú)立性（4）異步性（5）結(jié)構(gòu)特征：進(jìn)程由程序、數(shù)據(jù)和進(jìn)程控制塊三部分組成

3．進(jìn)程與程序的關(guān)系程序是指令的有序集合，其本身沒有任何運(yùn)行的含義，是一個(gè)靜態(tài)的概念。而進(jìn)程是程序在處理機(jī)上的一次執(zhí)行過程，它是一個(gè)動(dòng)態(tài)的概念。程序可以作為一種軟件資料長期存在，而進(jìn)程是有一定生命期的。程序是永久的，進(jìn)程是暫時(shí)的。

4.1.2進(jìn)程的結(jié)構(gòu)（1）進(jìn)程狀態(tài)（2）調(diào)度信息（3）標(biāo)識(shí)符（4）內(nèi)部進(jìn)程通信信息（5）鏈接信息

（6）時(shí)間和計(jì)時(shí)器（7）文件系統(tǒng)（8）虛擬內(nèi)存信息（9）處理器信息

4.2Linux進(jìn)程控制編程4.2.1進(jìn)程的創(chuàng)建方法：調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用fork系統(tǒng)調(diào)用的語法格式：

pid=fork();

4.2.2進(jìn)程的等待pid_twait(int*stat_loc)

;pid_twaitpid(pid_tpid，int*stat_loc，intoptions)

;

wait系統(tǒng)調(diào)用會(huì)使父進(jìn)程阻塞直到一個(gè)子進(jìn)程結(jié)束。如果沒有父進(jìn)程，沒有子進(jìn)程或者其子進(jìn)程已經(jīng)結(jié)束，wait會(huì)立即返回。成功時(shí)wait將返回子進(jìn)程的ID，否則返回-1，并設(shè)置全局變量errno.stat_loc是子進(jìn)程的退出狀態(tài)。

4.2.3進(jìn)程的終止核心為系統(tǒng)調(diào)用exit完成下列操作：（1）撤銷所有的信號(hào)量（2）釋放其所有的資源，包括存儲(chǔ)空間、已打開文件、工作目錄、信號(hào)處理表等。（3）把進(jìn)程狀態(tài)置為“終止態(tài)”（4）向其父進(jìn)程發(fā)送子進(jìn)程終止的信號(hào)。（5）執(zhí)行相應(yīng)的進(jìn)程調(diào)度。

4.2.4進(jìn)程映像的更換核心為系統(tǒng)調(diào)用exec完成下列操作：（1）驗(yàn)證文件的可執(zhí)行性，即用戶有權(quán)執(zhí)行它。（2）讀文件頭，檢查它是一個(gè)可裝入模塊。（3）釋放原有的內(nèi)存空間。（4）按照可執(zhí)行文件的要求分配新的內(nèi)存空間，并裝入內(nèi)存。

4.3Linux守護(hù)進(jìn)程守護(hù)進(jìn)程（Daemon）是運(yùn)行在后臺(tái)的一種特殊進(jìn)程。它獨(dú)立于控制終端并且周期性地執(zhí)行某種任務(wù)或等待處理某些發(fā)生的事件。守護(hù)進(jìn)程是一種很有用的進(jìn)程。Linux的大多數(shù)服務(wù)器就是用守護(hù)進(jìn)程實(shí)現(xiàn)的。

4.3.1守護(hù)進(jìn)程及其特性守護(hù)進(jìn)程最重要的特性是后臺(tái)運(yùn)行。在這一點(diǎn)上DOS下的常駐內(nèi)存程序TSR與之相似。守護(hù)進(jìn)程必須與其運(yùn)行前的環(huán)境隔離開來。

4.3.2守護(hù)進(jìn)程的編程要點(diǎn)（1）在后臺(tái)運(yùn)行。（2）脫離控制終端、登錄會(huì)話和進(jìn)程組（3）禁止進(jìn)程重新打開控制終端（4）關(guān)閉打開的文件描述符（5）改變當(dāng)前工作目錄（6）重設(shè)文件創(chuàng)建掩模（7）處理SIGCHLD信號(hào)

4.4Linux內(nèi)核簡(jiǎn)介Linux內(nèi)核的主要用途就是為了與計(jì)算機(jī)硬件進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)對(duì)硬件部件的編程控制和接口操作，調(diào)度對(duì)硬件資源的訪問，并為計(jì)算機(jī)上的用戶程序提供一個(gè)高級(jí)的執(zhí)行環(huán)境和對(duì)硬件的虛擬接口。Linux內(nèi)核主要由5個(gè)模塊構(gòu)成，它們分別是：進(jìn)程調(diào)度模塊、內(nèi)存管理模塊、文件系統(tǒng)模塊、進(jìn)程間通信模塊和網(wǎng)絡(luò)接口模塊。

4.5shell基本工作原理及編程Linux系統(tǒng)的shell作為操作系統(tǒng)的外殼，為用戶提供使用操作系統(tǒng)的接口。它是用戶和Linux內(nèi)核之間的接口程序。shell是一個(gè)命令語言解釋器，類似于DOS下的程序，它擁有自己內(nèi)建的shell命令集，shell也能被系統(tǒng)中其他應(yīng)用程序所調(diào)用。

shell有很多種，如：csh，tcsh，pdksh，ash，sash，zsh，bash等。Linux的缺省shell為bash(BourneAgainshell)。用戶如何知道安裝的Linux版本支持哪些shell？在提示符下輸入：

cat/etc/shells如果用戶想知道自己現(xiàn)在使用的是哪種shell，可以在提示符后輸入：

echo$SHELL

4.5.1shell的基本工作原理（1）讀取用戶由鍵盤輸入的命令行。（2）分析命令，以命令名作為文件名，并將其它參數(shù)改造為系統(tǒng)調(diào)用execve()內(nèi)部處理所要求的形式。（3）終端進(jìn)程調(diào)用fork()建立一個(gè)子進(jìn)程。（4）終端進(jìn)程本身用系統(tǒng)調(diào)用wait4()來等待子進(jìn)程完成（如果是后臺(tái)命令，則不等待）。

（5）如果命令末尾有&號(hào)（后臺(tái)命令符號(hào)），則終端進(jìn)程不用系統(tǒng)調(diào)用wait4()等待，立即發(fā)提示符，讓用戶輸入下一個(gè)命令，轉(zhuǎn)⑴。如果命令末尾沒有&號(hào)，則終端進(jìn)程要一直等待，當(dāng)子進(jìn)程（即運(yùn)行命令的進(jìn)程）完成處理后終止，向父進(jìn)程（終端進(jìn)程）報(bào)告，此時(shí)終端進(jìn)程醒來，在做必要的判別等工作后，終端進(jìn)程發(fā)提示符，讓用戶輸入新的命令，重復(fù)上述處理過程。

4.5.2創(chuàng)建和執(zhí)行shell腳本

1．創(chuàng)建shell腳本

shell腳本是使用用戶環(huán)境shell提供的語句所編寫的命令文件。用戶可以用任何編輯器來編寫shell腳本。因?yàn)閟hell腳本是解釋執(zhí)行的，所以不需要編譯成目標(biāo)文件。

2．執(zhí)行shell腳本執(zhí)行shell腳本的方式基本上有三種：（1）輸入定向到shell腳本利用輸入重定向，使shell命令解釋程序的輸入取自指定的文件。一般形式是：$bash<腳本名例如：$bash<hellotestshell從文件hellotest中讀取命令行，并執(zhí)行它們。當(dāng)shell到達(dá)文件末尾時(shí)就終止執(zhí)行，并把控制返回到shell命令狀態(tài)。要注意的是，這種執(zhí)行方式腳本名后面不能帶參數(shù)。（2）以腳本名作為參數(shù)其一般形式是：$bash腳本名[參數(shù)]例如：$bashiftestmorn其執(zhí)行過程與上一種方式一樣，但這種方式能在腳本名后面帶參數(shù)，從而將參數(shù)值傳遞給程序中的命令。（3）用chmod命令使shell腳本權(quán)限設(shè)置為可執(zhí)行的

4.5.3shell變量1．用戶變量用戶變量是最常用的變量，使用也十分簡(jiǎn)單。變量名必須是以字母和下劃線開頭的字母、數(shù)字及下劃線序列組成，并且變量名是大小寫敏感的。用戶變量的賦值很簡(jiǎn)單，一般形式為：變量名＝字符串/數(shù)字

2．系統(tǒng)變量系統(tǒng)變量是Linux所提供的一種特殊類型的變量，shell常用的系統(tǒng)變量并不多，但卻十分有用，特別是在做一些參數(shù)檢測(cè)的時(shí)候。

3．環(huán)境變量shell環(huán)境變量是所有shell程序都會(huì)接受的參數(shù)。shell程序運(yùn)行時(shí)，都會(huì)接收一組變量，這組變量就是環(huán)境變量。常用的shell環(huán)境變量有：（1）HOME用于保存注冊(cè)目錄的全路徑名。（2）PATH用于保存用冒號(hào)分隔的目錄路徑名。（3）UID當(dāng)前用戶的識(shí)別字，取值是由數(shù)位構(gòu)成的字串。（4）PWD當(dāng)前工作目錄的絕對(duì)路徑名，該變量的取值隨cd命令的使用而變化。（5）PS1主提示符，在特權(quán)用戶下，默認(rèn)的主提示符是#，在普通用戶下，默認(rèn)的主提示符是$。（6）PS2在shell接收用戶輸入命令的過程中，如果用戶在輸入行的末尾輸入“\”然后回車，或者當(dāng)用戶按回車鍵時(shí)shell判斷出用戶輸入的命令沒有結(jié)束時(shí)，就顯示這個(gè)輔助提示符，提示用戶繼續(xù)輸入命令的其余部分，默認(rèn)的輔助提示符是>。（7）TERM用戶終端的類型。

4．位置參數(shù)位置參數(shù)是一種在調(diào)用shell程序的命令行中按照各自的位置決定的變量，是在程序名之后輸入的參數(shù)。位置參數(shù)之間用空格分隔，shell取第一個(gè)位置參數(shù)替換程序文件中的$1，第二個(gè)替換$2，依次類推。$0是一個(gè)特殊的變量，它的內(nèi)容是當(dāng)前這個(gè)shell程序的文件名，所以，$0不是一個(gè)位置參數(shù)，在顯示當(dāng)前所有的位置參數(shù)時(shí)是不包括$0的。

4.5.4shell的特性1．通配符和命令補(bǔ)齊功能通配符(wildcards)是轉(zhuǎn)義字符的子集，下表給出了通配符的含義：

2．輸入輸出重定向系統(tǒng)定義三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)文件：標(biāo)準(zhǔn)輸入(stdin)、標(biāo)準(zhǔn)輸出(stdout)、標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤輸入(stderr)。（1）注釋和管道符注釋：在shell腳本中，以“#”開頭的正文行表示注釋。特別的是，第一行以“#!”開頭，表示腳本所使用的shell的絕對(duì)路徑。例：#!/bin/bash

#Thisscriptisatest!管道線：將一個(gè)命令的輸出連接到另一個(gè)命令的輸入。例：ls|sort

（2）過濾器(filters)：用來接收標(biāo)準(zhǔn)輸入，經(jīng)過一定的轉(zhuǎn)化，再寫到標(biāo)準(zhǔn)輸出。所以，過濾器一般放在管道符中間。常用的過濾器如下：expand，sed，awk，fmt，tac，tr，grep，nl，pr。

重定向用來改變程序運(yùn)行的輸入來源和輸出地點(diǎn)。我們可以通過重定向?qū)⒊绦虻妮斎攵ㄏ虻侥硞€(gè)指定的文件，或者將程序的輸出結(jié)果定向到某個(gè)指定的文件。①輸出重定向命令>文件名：將命令執(zhí)行結(jié)果送到指定的文件，而不在屏幕上顯示。如果指定的文件不存在，則新建這一文件；如果指定文件存在，則原來的內(nèi)容被覆蓋。命令>>文件名：在進(jìn)行重定向時(shí)，只是追加到已有的文件之后，該文件原有的內(nèi)容不被破壞。

②輸入重定向命令<文件名：把命令的標(biāo)準(zhǔn)輸入重新定向到指定文件。命令<<文件名：here文檔，也稱即時(shí)文檔。當(dāng)前命令的標(biāo)準(zhǔn)輸入來自命令行中一對(duì)分隔符之間的正文。

3．命令換行符多條命令可以輸入到一行中，并用“;”字符分隔。在一行命令后加“\”表示另起一行繼續(xù)輸入，下一行的提示符變?yōu)椤?gt;”，繼續(xù)輸入命令，按回車結(jié)束。

4．別名使用alias命令，可以定義一些別名。例：#alias‘rm–f’rm

5．更改登錄用戶命令su的意思是“substituteusers”（代替用戶），它允許用戶暫時(shí)以其他用戶身份登錄。

6．特殊字符雙引號(hào)由雙引號(hào)括起來的字符，除$（用來訪問變量的值），`（命令替換），\（轉(zhuǎn)義字符）保留其特殊功能外，其余的字符都作為普通字符處理。單引號(hào)用單引號(hào)括起來的字符都作為普通字符出現(xiàn)。倒引號(hào)用倒引號(hào)括起來的字符串被shell解釋為命令行。在執(zhí)行的時(shí)候，shell會(huì)先執(zhí)行該命令行，并以它的標(biāo)準(zhǔn)輸出結(jié)果取代整個(gè)倒引號(hào)部分。反斜杠轉(zhuǎn)義字符(metacharacters)，即把特殊字符變成普通字符。

4.5.5控制結(jié)構(gòu)1．測(cè)試語句shell中進(jìn)行條件測(cè)試用test命令，test命令的語法如下：test條件表達(dá)式或者

[條件表達(dá)式]test命令可以進(jìn)行數(shù)值測(cè)試、字符串測(cè)試、文件測(cè)試和邏輯操作符等的測(cè)試

2．條件語句（1）if語句if語句用于條件控制結(jié)構(gòu)中，其一般格式為：if測(cè)試條件

then

命令1else

命令2fi

（2）case語句case語句允許進(jìn)行多重條件選擇。其一般語法形式是：case字符串in模式字符串1）命令…命令;;模式字符串2）命令…命令;;…模式字符串n）命令…命令;;*）