Программирование для Linux. Профессиональный подход, Самьюэл Алекс

Программирование для Linux. Профессиональный подход

на обложку

Самьюэл Алекс

Шрифт:

Опытные программисты часто создают несколько взаимодействующих процессов в рамках одного приложения, чтобы оно могло выполнять группу действий одновременно. Это повышает надежность приложения и позволяет ему использовать уже написанные программы.

Большинство описанных в данной главе функций управления процессами доступно и в других UNIX-системах. В основном они объявлены в файле

<unistd.h>

, но не помешает проверить это в документации.

3.1. Знакомство с процессами

Пользователю достаточно войти в систему, чтобы в ней начали выполняться процессы. Даже если пользователь ничего не запускает, а просто сидит перед экраном и пьет кофе. в системе все равно "теплится жизнь". Любой выполняющейся программе соответствует один или несколько процессов. Давайте для начала познакомимся с теми из них, которые присутствуют по умолчанию.

3.1.1. Идентификаторы процессов

Каждый процесс в Linux помечается уникальным идентификатором (PID, process identifier). Идентификаторы — это 16-разрядные числа, назначаемые последовательно по мере создания процессов.

У всякого процесса имеется также родительский процесс (за исключением специального демона

init

, о котором рассказывается в разделе 3.4.3, "Процессы-зомби"). Таким образом, все процессы Linux организованы в виде древовидной иерархии, на вершине которой находится процесс

init

. К атрибутам процесса относится идентификатор его предка (PPID, parent process identifier).

Работая с идентификаторами процессов в программах, написанных на языках С и C++, следует объявлять соответствующие переменные как имеющие тип

pid_t

(определен в файле

). Программа может узнать идентификатор своего собственного процесса с помощью системного вызова

getpid

, а идентификатор своего родительского процесса — с помощью вызова

getppid

. В листинге 3.1 показано, как это сделать.

Листинг 3.1. (print-pid.c) Вывод идентификатора процесса

#include <stdio.h>

#include <unistd.h>

int main {

printf("The process ID is %d\n", (int)getpid);

printf("The parent process ID is %d\n", (int)getppid);

return 0;

}

Обратите внимание на важную особенность: при каждом вызове программа сообщает о разных идентификаторах, поскольку всякий раз запускается новый процесс. Тем не менее, если программа вызывается из одного и того же интерпретатора команд, то родительский идентификатор оказывается одинаковым.

3.1.2. Получение списка активных процессов

Команда

отображает список процессов, работающих в данный момент в системе. Версия этой команды в GNU/Linux имеет множество опций, так как пытается быть совместимой со своими "родственниками" в других UNIX-системах. С помощью опций можно указывать, о каких процессах и какую именно требуется получить информацию.

Будучи вызванной без аргументов, команда ps выводит список тех процессов, управляющим терминалом которых является ее собственный терминал:

% ps

PID TTY TIME CMD

21693 pts/8 00:00:00 bash

21694 pts/8 00:00:00 ps

В данном случае мы видим два процесса. Первый из них.

bash

, — это интерпретатор команд, запущенный на данном терминале. Второй — выполняющийся экземпляр самой команды

. В самом левом столбце, PID, отображаются идентификаторы процессов.

Более полный список можно получить с помощью следующей команды:

% ps -е -о pid,ppid,command

Опция

– е

заставляет команду ps отображать все процессы, выполняющиеся в системе. Опция

– о pid,ppid,command

сообщает о том, какая информация о процессе нас интересует. В данном случае это идентификатор самого процесса, идентификатор его родительского процесса и команда, посредством которой был запущен процесс.

Форматы вывода команды

В опции

– o

через запятую указываются столбцы которые должны быть включены в вывод команды

. Например, команда

ps -о pid,user,start_time,command

отображает идентификатор процесса, имя его владельца, время запуска а также команду, соответствующую процессу. Полный список опций и столбцов можно узнать на

man

– странице команды

. Имеются три предопределенных формата вывода:

– f

(полный листинг),

– l

(длинный листинг) и

– j

(вывод заданий)

Ниже приведено несколько первых и последних строк, выдаваемых этой командой в нашей системе:

% ps -e -о pid,ppid,command

PID PPID COMMAND

1 0 init [5]

2 1 [kflushd]

3 1 [kupdate]

...

21725 21693 xterm

21727 21725 bash

21728 21727 ps -e -o pid,ppid,command

Заметьте: родительский идентификатор команды

, 21727, соответствует интерпретатору

bash

, из которого была вызвана команда. В свою очередь, родительский идентификатор интерпретатора, 21725, принадлежит программе

xterm

— эмулятору терминала, в котором выполняется интерпретатор.

3.1.3. Уничтожение процесса

Для уничтожения процесса предназначена команда

kill

. Ей достаточно указать идентификатор требуемого процесса.

Команда

kill

посылает процессу сигнал

SIGTERM

, являющийся запросом на завершение. [10] По умолчанию, если в программе отсутствует обработчик данного сигнала, процесс просто завершает свою работу. О сигналах речь пойдет в разделе 3.3, "Сигналы".

3.2. Создание процессов

Существуют два способа создания процессов. Первый из них относительно прост, но применяется редко, поскольку неэффективен и связан со значительным риском для безопасности системы. Второй способ сложнее, но избавлен от недостатков первого.

Команда

kill

позволяет посылать процессам и другие сигналы. Об этом рассказывается в разделе 3.4, "Завершение процесса".

3.2.1. Функция system

Функция

system

определена в стандартной библиотеке языка С и позволяет вызывать из программы системную команду, как если бы она была набрана в командной строке. По сути, эта функция запускает стандартный интерпретатор Bourne shell (

/bin/sh

) и передает ему команду на выполнение. Например, программа, представленная в листинге 3.2, вызывает команду

ls -l /

, отображающую содержимое корневого каталога.

Листинг 3.2. (system.c) Использование функции

system