6.1 程序介紹
6.1.1 程序定義
在乙個作業系統中，每個正在執行的工作都可以稱為程序（process）。它包括程序識別符號和相關的資料，相關資料又包含程序變數、外部變數以及程序堆疊等。當乙個程序啟動之後，系統會指定乙個唯一的數值來作為該程序的程序識別符號，即pid。
linux系統檢視程序可以使用ps命令。ps命令用來顯示系統中正在執行的程序及其狀態（如圖6-1所示）。如果想檢視所有程序及其它們的cpu、記憶體佔用率以及所屬使用者等資訊，可以用top命令（如圖6-2所示）。
圖6-1 執行ps命令顯示結果
圖6-2 執行top命令顯示的部分結果
6.1.2 程序的相關函式
● getpid()：用來取得當前程序的程序識別符號。返回當前程序的pid。
/* get the process id of the calling process. */
extern __pid_t getpid (void) __throw;
● getppid()：用來取得父程序的程序識別符號。返回當前程序的父程序的pid。
/* get the process id of the calling process's parent. */
extern __pid_t getppid (void) __throw;
● exec()：建立新程序來取代舊程序，新程序的pid數值和原有舊程序的pid數值相同。
以上三個函式都在/usr/include/中有定義。其中exec()函式族執行成功不會返回，執行失敗則返回-1。該函式族包括如下函式：
extern int execv (__const char *__path, char *__const __ar**) __throw;
/* execute path with all arguments after path until a null pointer, and the argument after that for environment. */
extern int execle (__const char *__path, __const char *__arg, ...) __throw;
/* execute path with all arguments after path until a null pointer and environment from `environ'. */
extern int execl (__const char *__path, __const char *__arg, ...) __throw;
/* execute file, searching in the `path' environment variable if it contains no slashes, with arguments ar** and environment from `environ'. */
extern int execvp (__const char *__file, char *__const __ar**) __throw;
/* execute file, searching in the `path' environment variable if it contains no slashes, with all arguments after file until a null pointer and environment from `environ'. */
extern int execlp (__const char *__file, __const char *__arg, ...) __throw;
● system()：該函式可以使用系統的函式庫賴建立新程序。使用格式如下：
int system(const char *string);
即可以將/bin/sh下的string命令列傳到execve函式中，之後執行該程式即相當於執行string字串所代表的命令。該函式呼叫/bin/sh時失敗則返回127；其他失敗則返回-1；如果自變數string為空指標則返回非零值。
● fork()：某個父程序可以複製多個子程序的操作。
該函式用來產生新的子程序，而呼叫fork函式的程序則稱為父程序。子程序會複製父程序的資料，並且繼承父程序的各種引數，但是由於子程序和父程序並不使用相同的記憶體空間，所以並不同步。如果建立成功，則在父程序中會返回新建立的子程序**（pid），子程序中成功返回0，失敗則返回-1。
/* clone the calling process, creating an exact copy. return -1 for errors, 0 to the new process, and the process id of the new process to the old process. */
extern __pid_t fork (void) __throw;
● exit()：用來終止程序。
extern void exit (int __status)
status為程序的退出狀態。如果為0，則表示程序成功退出；否則如果非0則表示出錯。
● wait()：該函式能夠暫停父程序的執行，使其等待子程序。
當子程序執行完畢之後，等待中的父程序將會重新執行。不過如果有多個子程序在執行，則當第乙個子程序完成並返回，則父程序開始重新執行。
/* wait for a child to die. when one does, put its status in *stat_loc and return its process id. for errors, return (pid_t) -1.
*/
extern __pid_t wait (__wait_status __stat_loc) __throw;
wait()函式執行成功之後返回子程序pid，如果失敗則返回-1。
● waitpid()：該函式能夠暫停當前程序的執行，使其等待子程序。
當子程序執行完畢之後，等待中的父程序將會重新執行。waitpid()函式執行成功之後返回子程序pid，如果失敗則返回-1。
/* wait for a child matching pid to die.
if pid is greater than 0, match any process whose process id is pid.
if pid is (pid_t) -1, match any process.
if pid is (pid_t) 0, match any process with the same process group as the current process.
if pid is less than -1, match any process whose process group is the absolute value of pid.
if the wnohang bit is set in options, and that child is not already dead, return (pid_t) 0.
if successful, return pid and store the dead child's status in stat_loc.
return (pid_t) -1 for errors. if the wuntraced bit is set in options, return status for stopped children; otherwise don't. */
extern __pid_t waitpid (__pid_t __pid, int *__stat_loc, int __options) __throw;
其中有關的幾個引數說明如表6-1所示：
表6-1 函式waitpid()引數說明
以上兩個函式wait()和waitpid()都是為了清除zombie程序。所謂的zombie程序，是指已經結束執行，卻還沒有被清除的程序。當父程序結束了之後，子程序有可能還沒有結束，這樣的話子程序就會作為zombie程序而沒有被清除。
因此在父程序中呼叫wait()或者waitpid()函式來在父程序結束之前自動清除子程序，保證zombie程序的清除。
6.1.3 實驗9 —— 編譯fork程式
建立乙個新目錄，並在其中編寫和makefile檔案。理解新程序的建立和消除zombie程序的過程。如表6-2所示。
表6-2 實驗9操作步驟
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