- 1 进程创建
- 2.进程终止
- 3.进程等待
- 4.进程替换
- 5. 简易shell
在linux中fork函数时非常重要的函数，它从已存在进程中创建一个新进程。新进程为子进程，而原进程为父进程。返回值：自进程中返回0，父进程返回子进程id，出错返回-1。fork之前父进程独立执行，fork之后，父子两个执行流分别执行。注意，fork之后，谁先执行完全由调度器决定。
**为什么给子进程返回0，给父进程返回子进程的pid？
**父进程不需要标识，子进程需要标识，子进程是要执行任务的，父进程需要区分子进程，子进程不需要。
如何理解fork有两个返回值的问题？
在fork内部，拷贝父进程的相关数据形成子进程对应的数据结构，形成子进程的数据结构之后，在 fork 内部操作系统知道多了一个进程之后这时就已经创建完成了，在 return 之前就已经创建完成所以子进程和父进程分别要执行 return ,所以有两个返回值，返回是为了让父进程子进程得到结果。
进程调用fork，当控制转移到内核中的fork代码后，内核做：
1.分配新的内存块和内核数据结构给子进程
2.将父进程部分数据结构内容拷贝至子进程
3.添加子进程到系统进程列表当中
4.fork返回，开始调度器调度
通常，父子代码共享，父子再不写入时，数据也是共享的，也就是说父子进程对应的页表指向的是同一块物理内存，当任意一方试图写入，便以写时拷贝的方式各自一份副本。
为什么要写时拷贝？因为进程具有独立性，父子进程也是如此。
为什么不在创建的时候就分开？按需分配（子进程不一定会使用父进程的所有数据，本质是需要的时候）、延时分配（可以搞高效使用任何内存空间）。
代码会不会写时拷贝？90%不会，并不代表不能。
fork常规用法
一个父进程希望复制自己，使父子进程同时执行不同的代码段。例如，父进程等待客户端请求，生成子进程来处理请求。
一个进程要执行一个不同的程序。例如子进程从fork返回后，调用exec函数。
fork调用失败的原因
系统中有太多的进程
实际用户的进程数超过了限制
进程终止有以下几种场景：
代码跑完了，结果正确
代码跑完了，结果不正确
代码没有跑完就结束了（进程崩溃）
在main函数中，实际上 return 0 就是进程退出码，返回给操作系统反映进程完成的情况，我们可以用 echo $? 打印最近一次进程退出的退出码
0表示成功，非0表示失败，而失败的错误码就用一系列非0的错误码来表示，每个错误码都有不同的含义，以C语言中的 strerror 为例：
每种退出码都有对应的字符串含义，帮助用户确认任务失败的原因。
进程的常见退出方法
- 从main返回
- 调用exit
- _exit
只有main函数中的 return 代表进程退出
在代码中的任何地方调用exit都代表进程退出
exit 和 _exit 的差别：exit 会释放进程占用的资源，比如缓冲区，但是_exit不会做任何的收尾工作。
当进程异常退出了，退出码就没有任何意义了。
**进程终止了，操作系统做了什么？**释放曾经申请的数据结构，释放曾经申请的内存，从各种队列等数据结构中移除。
子进程退出，父进程如果不管不顾，就可能造成‘僵尸进程’的问题，进而造成内存泄漏。另外，进程一旦变成僵尸状态，那就刀枪不入，“杀人不眨眼”的kill -9 也无能为力，因为谁也没有办法杀死一个已经死去的进程。最后，父进程派给子进程的任务完成的如何，我们需要知道。如，子进程运行完成，结果对还是不对，或者是否正常退出。父进程通过进程等待的方式，回收子进程资源，获取子进程退出信息。
进程等待通常是由父进程完成。为什么要有进程等待：回收子进程资源，获取子进程退出信息。在子进程运行期间，父进程wait的时候，父进程就是在“等”子进程退出（阻塞等待）。父子进程谁先运行不确定，但是wait之后，大部分情况都是子进程先退出，父进程读取子进程退出信息，父进程才退出。
进程等待的方法
wait 方法
waitpid方法
这里的status并不是退出码11, wait和waitpid，都有一个status参数，该参数是一个输出型参数，由操作系统填充。如果传递NULL，表示不关心子进程的退出状态信息。否则，操作系统会根据该参数，将子进程的退出信息反馈给父进程。status不能简单的当作整形来看待，可以当作位图来看待，具体细节如下图（只研究status低16比特位）：
次低8位代表进程退出的退出码，低7位代表进程退出时的退出信号，(status >> 8) & 0xFF 是我们的退出码。
WIFEXITED(status): 若为正常终止子进程返回的状态，则为真。（查看进程是否是正常退出）
WEXITSTATUS(status): 若WIFEXITED非零，提取子进程退出码。（查看进程的退出码）
进程异常的时候，本质是进程运行时出现了某种错误，导致进程收到某种信号。status & 0x7F.
创建多个子进程，对多个子进程进行等待，返回子进程的退出信息
非阻塞等待 基于非阻塞接口的轮巡检测方案
WNOHANG: 若pid指定的子进程没有结束，则waitpid()函数返回0，不予以等待。若正常结束，则返回该子进程的PID。
用fork创建子进程后执行的是和父进程相同的程序(但有可能执行不同的代码分支),子进程往往要调用一种exec函数以执行另一个程序。当进程调用一种exec函数时,该进程的用户空间代码和数据完全被新程序替换,从新程序的启动例程开始执行。调用exec并不创建新进程,所以调用exec前后该进程的id并未改变。
当前进程在进行程序替换的时候，有没有创建新的进程？没有！进程程序替换，一经替换，绝不返回，后续的代码也不会执行。程序替换可能失败，程序的后续就不会收到影响。execl系列的函数根本就不需要返回值，只要返回就是失败！
用子进程进行进程替换
execl , execlp , execv , execvp 的用法及区别
execle ：
扩展：语言可以调用任何的语言，shell脚本,python,C++等等，都用到exec函数来实现，实质上是用exec去调它们的可执行程序。
5. 简易shell
