引言
在Linux环境下，C语言是进行系统编程和开发高效程序的重要工具。多进程编程是C语言在操作系统开发中的一个关键方面，它允许开发者同时管理多个并行执行的进程。本文将深入探讨C语言中进程操作的核心技巧，包括进程的创建、管理、同步以及通信。
进程基础知识
进程标识
每个进程都有一个唯一的进程标识号（PID），它是由系统分配的。父进程的PID通过函数getppid()获取，当前进程的PID通过函数getpid()获取。
进程运行身份
进程在运行时需要根据其用户ID和组ID来访问文件和资源。getuid()和getgid()获取真实用户ID和组ID，而geteuid()和getegid()获取有效用户ID和组ID。
创建进程
在Linux C编程中，创建进程主要使用以下函数：
system()：执行一个命令，但不提供与子进程交互的能力。fork()：创建一个新的进程，它是一个当前进程的副本。exec()函数族：替换当前进程的映像，包括execlp(),execvp(),execv(),execve()等。
#include <unistd.h>
int main() {
pid_t pid = fork();
if (pid == 0) {
// 子进程代码
} else {
// 父进程代码
}
return 0;
}
进程控制与终止
进程控制涉及对进程状态的修改，包括暂停、继续和终止。wait()和waitpid()用于父进程等待子进程结束，kill()用于终止进程。
#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
pid_t pid = fork();
if (pid > 0) {
// 父进程
int status;
waitpid(pid, &status, 0);
} else if (pid == 0) {
// 子进程
// 执行子进程任务
exit(0);
}
进程关系
进程之间可以通过继承文件描述符、信号传递等方式进行交互。例如，exec()函数可以继承父进程的文件描述符。
守护进程
守护进程是在后台运行的进程，通常由初始化进程（init）启动。它们不需要终端，并且通常用于执行系统任务。
#include <unistd.h>
pid_t pid = fork();
if (pid == 0) {
setsid(); // 创建新的会话
// 执行守护进程任务
} else {
// 父进程退出
exit(0);
}
进程同步
进程同步用于避免多个进程同时访问共享资源导致的数据竞争。semaphore、mutex、条件变量等机制用于同步。
#include <pthread.h>
pthread_mutex_t lock;
void *threadFunction(void *arg) {
pthread_mutex_lock(&lock);
// 访问共享资源
pthread_mutex_unlock(&lock);
return NULL;
}
进程通信
进程通信（IPC）机制包括管道、消息队列、共享内存和信号量。这些机制允许进程间交换数据。
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
int shm_id = shmget(IPC_PRIVATE, 1024, 0666 | IPC_CREAT);
void *shm_ptr = shmat(shm_id, (void*)0, 0);
// 访问共享内存
结论
C语言进程操作是Linux系统编程的核心。掌握这些技巧对于开发高效、可靠的程序至关重要。通过了解进程的基础知识、创建和管理进程、同步和通信，开发者可以更好地利用多进程编程的能力。