多进程环境下unix操作系统的程序设计技术的研究

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1、万方数据第23卷第3期哈尔滨师范大学自然科学学报V01．23，No．32007NATURALSCIENCESJOURNALOFHARBINNORMALUNIVERSITY多进程环境下UNIX操作系统的程序设计技术的研究杨茹孔宪军(黑龙江工程学院)【摘要】本文通过UNIX实现多任务的分析，指出了多进程环境下UNIX操作系统的程序设计的具体方法，并对UNIX几个重要函数进行了分析，提供了多进程环境下函数的应用程序．关键词：UNIX操作系统；多进程；fork()函数；wait()函数0引言由于UNIX操作系统众所周知的稳定性、可靠性，用来提供各种Intemet服务的计算机运行的操作系统

2、占很大比例的是UNIX及UNIX类操作系统．目前比较常见的运行在PC机上的UNIX类操作系统有：BSDUNIX、Solarisx86、SCOUNIX等．1UNIX多任务的实现多任务是操作系统的重要性能之一．多任务即在同一时间内运行多个应用程序，UNIX多任务是指系统可以同时运行多个进程．多任务是相对于操作系统而言，指的是同一时间执行多个程序的能力，但是实际上在只有一个CPU的条件下不可能同时执行两个以上的程序．CPU在程序之间做高速的切换，使得所有的程序在很短的时间之内可以得到更小的CPU时间，这样从用户的角度来看就好像是同时在执行多个程序．进程就是应用程序的运行过程．每个进程都

3、有自己私有的虚拟地址空间．收稿日期：2006—11—13多任务系统采用的方式基本上不外乎两种：(1)协同式多任务(CooperativeMultitask—ing)；(2)抢占式多任务(PreemptiveMultitasking)；UNIX都是抢占式系统．2UNIX多进程的特点在传统的多任务系统中，“进程”是一个很重要的概念，在系统中进程是程序执行的实体，进程具有结构特征，它由正文(部分程序)、数据以及堆栈等数据结构组成．当一个进程需要由另一个实体执行某项任务时，该进程就派生(fork)一个子进程，让子进程去进行处理．在多任务操作系统内核调度下，系统中许多进程在并发执行．每个进

4、程按自己的一系列指令严格执行，各进程之间的指令空间是独立的，不能跳转到其它的进程，它只会读写自己的数据与堆栈，不能去读写其它进程的数据和堆栈．进程通过系统调用与其它进程和外界通信．3UNIX多进程下的网络编程的方万方数据68哈尔滨师范大学自然科学学报2007年法UNIX系统中派生新进程的唯一的方法是调用fork()函数．该函数的原型如下所示：#includepid—tfork(void)；fork函数的一个最重要的特性是：调用一次，如果调用成功则返回两次：在调用进程(父进程)中，它返回一次，返回值为新派生的子进程的进程ID号，父进程需要通过它来区别不同的子进程

5、；在新派生的子进程中还返回一次，返回值为0，子进程可以通过getpid获取父进程的进程ID．如果函数调用失败，则只在调用进程中返回一1．fork函数的两个典型应用是：(1)一个进程在处理一个操作时，同时还需要处理另一个操作，这时，进程就派生一个子进程来执行该任务．大多数网络服务器就是这种应用的典型代表．(2)一个进程在执行过程中，想执行另一个程序，它就通过fork产生一个自己的副本(子进程)．再由子进程调用exec序列函数来代替自己去执行新程序．shell程序中常采用这种方式．在网络服务器中，最常见的使用fork函数的工作方式是：父进程调用accept，当客户连接到达，accep

6、t成功返回时，调用fork派生一个子进程．然后，父进程关闭accept返回的已连接描述符，继续在监听描述符上调用accept等待下一个连接请求．而子进程则关闭父进程使用的监听描述符，使用accept返回的已连接描述符进行读写操作．典型的调用fork的网络服务器程序结构如下：／术其它变量定义水／intsockfd，connfd；pid_tpid；sockfd=socket(⋯)；／宰创建一个新的插口木／／，lc设置服务器地址结构变量代码术／bind(sockfd，⋯)；／乖将服务器插口绑定到本地地址和端口木／listen(sockfd，n)；for(；；){connfd=accep

7、t(sockfd，．．．)；／{l：阻塞等待木／if((pid=fork())=0)／宰if中的代码只在子进程中的执行拳／{close(sockfd)；／丰子进程关闭父进程使用的监听插口描述符术／·／水通过connfd读写操作，任务处理水／close(connfd)；exit(0)；}if(pid=一1)prinf(“调用fork()派生子进程失败!＼n”)；close(connfd)；／术在父进程中关闭子进程使用的已连接描述符术／}wait()函数的功能是让父进程获取子进程的结