本篇主要介紹一下幾個內容：
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1 競態條件（Race Condition）競態條件：當多個進程共同操作一個數據，并且結果依賴于各個進程的操作順序時，就會發生競態條件。
例如fork函數執行后，如果結果依賴于父子進程的執行順序，則會發生競態條件。
說到fork之后的父子進程的執行順序，我們可以通過下面的方式指定執行順序：
如果父進程等待子進程結束，則需要調用wait函數。
如果子進程等待父進程結束，則需要像下面這樣輪詢：
while (getppid() != 1)
? ? sleep(1);
輪詢的方式的缺點是非常浪費CPU時間。
?
如果希望避免競態條件和輪詢，則需要用到進程之間的信號機制，或者其他的ipC方式。
競態條件的例子：
Example：
#include "apue.h"
?
static void charatatime(char *);
?
int
main(void)
{
? ? pid_t ? pid;
?
? ? if ((pid = fork()) < 0) {
? ? ? ? err_sys("fork error");
? ? } else if (pid == 0) {
? ? ? ? charatatime("output from child/n");
? ? } else {
? ? ? ? charatatime("output from parent/n");
? ? }
? ? exit(0);
}
?
staticvoid
charatatime(char *str)
{
? ? char? ? *ptr;
? ??int ? ? c;
?
? ? setbuf(stdout, NULL); ? ? ? ? ? /* set unbuffered */
? ? for (ptr = str; (c = *ptr++) != 0; )
? ? ? ? putc(c, stdout);
}
輸出結果：
我們可以發現，輸出結果并不一定，依賴于父子進程的執行順序，這里就發生了競態條件。
在例子中，我們設置了stdout得buffer為NULL，為了讓每一個字符的輸出都調用write，這樣可以盡可能多地發生進程間切換。
在下面的例子中，我們通過在父子進程間進行通信，來保證父進程先運行。
Example：
#include "apue.h"
?
static void charatatime(char *);
?
int
main(void)
{
? ? pid_t ? pid;
?
? ? TELL_WAIT();
?
? ? if ((pid = fork()) < 0) {
? ? ? ? err_sys("fork error");
? ? } else if (pid == 0) {
? ? ? ? WAIT_PARENT();? ? ? /* parent goes first */
? ? ? ? charatatime("output from child/n");
? ? } else {
? ? ? ? charatatime("output from parent/n");
? ? ? ? TELL_CHILD(pid);
? ? }
? ? exit(0);
}
static void
charatatime(char *str)
{
? ? char? ? *ptr;
? ? int ? ? c;
?
? ? setbuf(stdout, NULL); ? ? ? ? ? /* set unbuffered */
? ? for (ptr = str; (c = *ptr++) != 0; )
? ? ? ? putc(c, stdout);
}
執行結果：
從結果可以看到，輸出是符合預期的。
所以進程間通信是解決競態條件的方式之一。
?
2 exec函數fork函數的一個作用就是，創建出一個子進程，讓子進程執行exec函數，去執行另一個程序。
exec函數的作用就是用一個新的程序代替現在的進程，從新程序的main函數開始執行。
替換后，進程號不改變，被替換的內容包括文本段，數據段，堆和棧。
exec函數是一組函數，函數聲明如下：
函數細節：
?這7個函數非常難記，了解函數名中得特別字母有助于記憶：
?exec函數小結：
前面提到過，執行了exec函數后，進程的進程號不變。除了進程號，還有繼承而來的信息包括：
exec函數替換程序之后，對于已經打開的文件描述符的處理，取決于flag close-on-exec。如果flag close-on-exec被打開，則exec替換程序后，打開的文件描述符會被關閉，負責這些文件描述會保持打開狀態，這種保持打開狀態的行為也是默認行為。
?real user ID和real group ID在exec函數后保持不變，但是effective user ID和effective group ID可以通過設置set-user-ID和set-group-ID標志位而決定是否改變。
一般實現時，7個exec函數，只有一個exec函數會被實現為系統調用。
7個exec函數之間的關系如圖所示：
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Example:#include "apue.h"
#include <sys/wait.h>
?
char? ? *env_init[] = { "USER=unknown", "PATH=/tmp", NULL };
?
int
main(void)
{
? ? pid_t ? pid;
?
? ? if ((pid = fork()) < 0) {
? ? ? ? err_sys("fork error");
? ? } elseif (pid == 0) {? /* specify pathname, specify environment */
? ? ? ? if (execle(“/*可執行文件所在路徑*//echoall", "echoall", "myarg1",
? ? ? ? ? ? ? ? "MY ARG2", (char *)0, env_init) < 0)
? ? ? ? ? ? err_sys("execle error");
? ? }
?
? ? if (waitpid(pid, NULL, 0) < 0)
? ? ? ? err_sys("wait error");
?
? ? if ((pid = fork()) < 0) {
? ? ? ??err_sys("fork error");
? ? } elseif (pid == 0) {? /* specify filename, inherit environment */
? ? ? ? if (execlp("echoall", "echoall", "only 1 arg", (char *)0) < 0)
? ? ? ? ? ? err_sys("execlp error");
? ? }
?
? ? exit(0);
}
?
3 解釋器文件（Interpreter Files）所有現代UNIX系統都支持解釋器文件（interpreter files）。
解釋器文件開始一行的格式為：
#!pathname [optional-argument]
?例如，shell腳本的開始一行為：
?#!/bin/sh?
?要區分清楚解釋器文件和解釋器：
?需要注意的一點是：解釋器文件的第一行的長度是有限制的，長度計算包含了空格，’#!’和換行符。
Example:#include "apue.h"
#include <sys/wait.h>
?
int
main(void)
{
? ? pid_t ? pid;
?
? ? if ((pid = fork()) < 0) {
? ? ? ? err_sys("fork error");
? ? } else if (pid == 0) {? ? ? ? ? /* child */
? ? ? ? if (execl("/home/sar/bin/testinterp",
? ? ? ? ? ? ? ? ? “testinterp", "myarg1", "MY ARG2", (char *)0) < 0)
? ? ? ? ? ? err_sys("execl error");
? ? }
? ? if (waitpid(pid, NULL, 0) < 0)? /* parent */
? ? ? ? err_sys("waitpid error");
? ? exit(0);
}
輸出結果：
?
?輸出結果說明：
?
4 system函數（system Function）在程序執行一個命令字符串是很方便的。
例如：
system(“date > file");
?將日期重定向至file文件中。
函數聲明：
#include <stdlib.h>
int system(const char* cmdstring);
?函數細節：
?system函數的一種實現，沒有處理信號的版本。
code#include? ? <sys/wait.h>
#include? ? <errno.h>
#include? ? <unistd.h>
?
int
system(constchar *cmdstring) ? /* version without signal handling */
{
? ? pid_t ? pid;
? ? int ? ? status;
?
? ? if (cmdstring == NULL)
? ? ? ? return(1);? ? ? /* always a command processor with UNIX */
?
? ? if ((pid = fork()) < 0) {
? ? ? ? status = -1;? ? /* probably out of processes */
? ? } else if (pid == 0) {? ? ? ? ? ? ? /* child */
? ? ? ? execl("/bin/sh", "sh", "-c", cmdstring, (char *)0);
? ? ? ? _exit(127); ? ? /* execl error */
? ? } else {? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? /* parent */
? ? ? ? while (waitpid(pid, &status, 0) < 0) {
? ? ? ? ? ? if (errno != EINTR) {
? ? ? ? ? ? ? ? status = -1; /* error other than EINTR from waitpid() */
? ? ? ? ? ? ? ? break;
? ? ? ? ? ??}
? ? ? ? }
? ? }
?
? ? return(status);
}
?代碼細節：
使用system函數的好處是system函數為我們處理了所以的異常，并且提供了所有必須的信號處理。
Example#include "apue.h"
#include <sys/wait.h>
?
int
main(void)
{
? ? int ? ? status;
?
? ? if ((status = system("date")) < 0)
? ? ? ? err_sys("system() error");
?
? ? pr_exit(status);
?
? ? if ((status = system("nosuchcommand")) < 0)
? ? ? ? err_sys("system() error");
?
? ? pr_exit(status);
?
? ? if ((status = system("who; exit 44")) < 0)
? ? ? ? err_sys("system() error");
?
? ? pr_exit(status);
?
? ? exit(0);
}
運行結果：
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參考資料：
《Advanced Programming in the UNIX Envinronment 3rd》
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