Создание процесса | Порождение процесса в Linux

Процессы - общие сведения

Процесс в Unix/Linux представляет собой единицу работы вычислительной системы, которой операционная система выделяет ресурсы. С некоторой степенью приближения можно определить процесс как выполняющуюся программу. Каждый процесс в системе имеет свой уникальный идентификатор процесса (PID), представляемый целым числом.

Каждому процессу в операционной системе соответствует запись в таблице процессов и адресное пространство процесса. Запись в таблице процессов (и ее расширение в адресном пространстве процесса) содержит управляющую информацию о ресурсах, выделенных процессу, и о состоянии процесса. Адресное пространство содержит коды и данные процесса.

Процесс может порождать другой процесс. Порождение нового процесса в Linux (Unix) реализовано копированием записи таблицы процессов, таким образом, что процесс-потомок в момент своего порождения представляет собой точную копию процесса-предка. Это называется создание процесса. Процесс-предок и процесс-потомок далее выполняются параллельно, но процесс-предок может и ожидать завершения процесса-потомка.

Процессы в Unix/Linux выполняются в режиме разделения времени, это означает, что время центрального процессора равномерно (с учетом приоритетов) распределяется между всеми готовыми к выполнению процессами. Даже если процесс не переходит в состояние ожидания (например, ожидания выполнения операции ввода-вывода) по своей инициативе, по истечении выделенного процессу кванта времени выполнение процесса будет прервано операционной системой, и процессор будет отдан более приоритетному процессу. Unix/Linux применяет динамическое перевычисление приоритетов, приоритет выполняющегося процесса понижается, а приоритеты ожидающих процессов повышаются.

Порождение процессов в Linux

Новый процесс порождается системным вызовом fork, который создает дочерний процесс - копию родительского. В дочернем процессе выполняется та же программа, что и в родительском, и когда дочерний процесс начинает выполняться, он выполняется с точки возврата из системного вызова fork. Системный вызов fork возвращает родительскому процессу PID дочернего процесса, а дочернему процессу - 0. По коду возврата вызова fork дочерний процесс может "осознать" себя как дочерний. Свой PID процесс может получить при помощи системного вызова getpid, а PID родительского процесса - при помощи системного вызова getppid. Если требуется, чтобы в дочернем процессе выполнялась программа, отличная от программы родительского процесса, процесс может сменить выполняемую в нем программу при помощи одного из системных вызовов семейства exec. Все вызовы этого семейства загружают для выполнения в процессе программу из заданного в вызове файла и отличаются друг от друга способом передачи параметров этой программе. Таким образом, наиболее распространенный контекст применения системного вызова fork выглядит примерно так:

    /* порождение дочернего процесса и запоминание его PID */
    if (!(ch_pid=fork()) 
        /* загрузка другой программы в дочернем процессе */
        exec(программа);
    else
        продолжение родительского процесса