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在Linux系統(tǒng)中，每個運行中的進程都有一個唯一的PID（進程標(biāo)識符）。PID是一個非負整數(shù)，標(biāo)識了進程在系統(tǒng)中的唯一性。而在許多情況下，我們需要找到一個正在運行的進程的PID，以便控制它的行為。為了方便起見，Linux系統(tǒng)使用一個PID文件來存儲進程的PID。本文將從概念和實現(xiàn)兩方面來探究Linux進程的PID文件。
一、PID的概念
PID是進程的唯一標(biāo)識符。在Linux系統(tǒng)中，每個進程都有一個PID，由內(nèi)核分配。PID是一個非負整數(shù)，且它必須是唯一的。同時，在Linux中，PID是動態(tài)分配的，即當(dāng)一個進程終止時，該進程的PID就被釋放，可以分配給新的進程使用。
在Linux中，每個進程都有一個父進程。當(dāng)一個進程被創(chuàng)建時，它就成為了父進程的子進程，并且這個子進程的PID會被賦值為下一個可用PID。該子進程可以通過它的PID來和其他進程進行通信，向內(nèi)核請求系統(tǒng)資源，或者處理其他的操作。
二、PID文件的概念
在Linux中，一個進程的PID是動態(tài)分配的，因此要查詢一個進程的PID需要通過一些手段來獲取。其中一種比較簡單且常用的方式就是使用PID文件。PID文件是一個文本文件，其中存儲著進程的PID信息。這種方法非常方便，因為大多數(shù)Linux系統(tǒng)都支持創(chuàng)建、讀取和使用PID文件。
PID文件一般放置在進程所在目錄的var/run（或/run）子目錄下，以進程名或進程標(biāo)識符作為文件名。PID文件的內(nèi)容通常只有一行，該行簡單地包含的是一個整數(shù)，即進程的PID。其他的進程可以讀取該文件來獲得該進程的PID，從而進行必要的操作。
三、PID文件的生成和處理
PID文件的生成和處理可以通過以下步驟來實現(xiàn)：
1. 進程啟動時，將進程的PID寫入文件
當(dāng)進程啟動時，它可以通過調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用getpid()來獲得自己的PID。然后，它可以將PID寫入一個指定的文件。在Unix系統(tǒng)中，可以使用open()和write()函數(shù)來創(chuàng)建和寫入文件。在Linux系統(tǒng)中，也可以使用write()函數(shù)來簡化此過程。一個常見的操作方法是在進程的初始化代碼中添加保存PID的代碼：
int pid_file_fd = open(“/var/run/my_daemon.pid”, O_CREAT|O_RDWR, 0644);
if (pid_file_fd
syslog(LOG_ERR, “Fled to open PID file: %s”, strerror(errno));
exit(1);
}
dprintf(pid_file_fd, “%d\n”, getpid());
close(pid_file_fd);
2. 進程執(zhí)行過程中，必要時讀取PID文件
在某些情況下，其他的進程需要知道正在運行的進程的PID，以便對該進程進行控制或與其進行通信。此時，可以通過讀取PID文件來獲得該進程的PID。在Unix系統(tǒng)中，可以使用open()和read()函數(shù)來打開和讀取文件。在Linux系統(tǒng)中，也可以使用fgets()函數(shù)來簡化此過程。一個常見的操作方法是在啟動其他進程之前先讀取PID文件：
int pid_file_fd = open(“/var/run/my_daemon.pid”, O_RDON, 0);
if (pid_file_fd
syslog(LOG_ERR, “Fled to open PID file: %s”, strerror(errno));
exit(1);
}
char pid_str[16] = {‘\0’};
if (fgets(pid_str, 16, pid_file_fd) == NULL) {
syslog(LOG_ERR, “Fled to read PID file: %s”, strerror(errno));
close(pid_file_fd);
exit(1);
}
pid_t pid = atoi(pid_str);
close(pid_file_fd);
3. 進程終止時，刪除PID文件
當(dāng)進程終止時，它應(yīng)該刪除保存其PID的文件，以便其他的進程不會錯誤地讀取該文件。在Unix系統(tǒng)中，可以使用unlink()函數(shù)來刪除文件。在Linux系統(tǒng)中，也可以使用remove()函數(shù)來簡化此過程：
if (unlink(“/var/run/my_daemon.pid”)
syslog(LOG_ERR, “Fled to delete PID file: %s”, strerror(errno));
}
關(guān)于PID文件的實現(xiàn)，需要注意的是，PID文件中的PID信息必須是進程實際的PID，而不是任意的數(shù)字。否則，其他的進程將無法通過文件中的PID正確地控制該進程，從而導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)不可預(yù)測的錯誤。
結(jié)語
本文從PID的概念入手，講解了Linux系統(tǒng)中的PID文件的實現(xiàn)方法。PID文件不僅可以更方便地管理進程，而且還可以降低誤操作的風(fēng)險。對于Linux系統(tǒng)的開發(fā)者和運維人員來說，了解PID文件的相關(guān)知識是非常必要的。
相關(guān)問題拓展閱讀：
- linux 下，進程號pid與文件描述符有什么區(qū)別？
- linux下的PID,PIDD是什么？他們之間的關(guān)系以及應(yīng)用是什么？
- linux除了popen外，獲取其它進程PID的方法有哪些？
linux 下，進程號pid與文件描述符有什么區(qū)別？
進程號是標(biāo)識一個進程，文件描述符是標(biāo)識一個文件句柄，兩者都是整數(shù)
差不多
linux下的PID,PIDD是什么？他們之間的關(guān)系以及應(yīng)用是什么？
不知道你是不是學(xué)習(xí)編程的，如果不是就沒必要看蘆型改了。
1.PID是進程標(biāo)識號，它是一個進程的唯一性標(biāo)識。PPID是該進程父進程的進程標(biāo)識號。
2.fork和exec和pid完全就是2件事情不能混租罩為一談。fork是一個linux庫函數(shù)。他是用來創(chuàng)建一個新的進程。至于exec是一個系陪判列函數(shù)，C標(biāo)準(zhǔn)庫函數(shù)，用來改變進程上下文的。2者結(jié)合使用可以創(chuàng)建一個新的進程。
3.如果創(chuàng)建新的進程，一般是用fork，他會返回這個被創(chuàng)建進程的PID，你可以通過PID找到這個進程。
在 Linux 底下執(zhí)行一個指令時，系統(tǒng)會給予這個動作一個 ID， 我們稱為 PID，而根據(jù)啟用這個指令的使用者與相關(guān)的指令功能，而給予這個特定好洞 PID 一組權(quán)限， 該指令可以進行的行為則與這個 PID 的權(quán)限有關(guān)。
linux進程簡介
Linux是一個多任歲州務(wù)的操作系統(tǒng)，也就是說，在同一個時間內(nèi)，可以有多個進程同時執(zhí)行。如果讀者對計算機硬件體系有一定了解的話，會知道我們大家常用的單CPU計算機實際上在一個時間片斷內(nèi)只能執(zhí)行一條指令，那么Linux是如何實現(xiàn)多進程同時執(zhí)行的呢？原來Linux使用了一種稱為”進程調(diào)度（process scheng）”的手段，首先，為每個進程指派一定的運行時間，這個時間通常很短，短到以毫秒為單位，然后依照某種規(guī)則，從眾多進程中挑選一個投入運行，其他的進程暫時等待，當(dāng)正在運行的那個進程時間耗盡，或執(zhí)行完畢退出，或因某種原因暫停，Linux就會重新進行調(diào)度，挑選下一個進程投入運行。因為每個進程占用的時間片都很短，在我們使用者的角度來看，就好像多個進程同時運行一樣了。
在Linux中，每個進程在創(chuàng)建時都會被分配一個數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，稱為進程控制塊（Process Control Block，簡稱PCB）。PCB中包含了很多重要的信息，供系統(tǒng)調(diào)度和進程本身執(zhí)行使用，其中最重要的莫過于進程ID（process ID）了，進程ID也被稱作進程標(biāo)識符，是一個非負的整數(shù)，在Linux操作系統(tǒng)中唯一地標(biāo)志一個進程，在我們最常使用的I386架構(gòu)（即PC使用的架構(gòu)）上，一個非負的整數(shù)的變化范圍是，這也是我們所有可能取到的進程ID。其實從進程ID的名字就可以看出，它就是進程的身份證號碼，友雀枯每個人的身份證號碼都不會相同，每個進程的進程ID也不會相同。
一個或多個進程可以合起來構(gòu)成一個進程組（process group），一個或多個進程組可以合起來構(gòu)成一個會話（session）。這樣我們就有了對進程進行批量操作的能力，比如通過向某個進程組發(fā)送信號來實現(xiàn)向該組中的每個進程發(fā)送信號。
最后，讓我們通過ps命令親眼看一看自己的系統(tǒng)中目前有多少進程在運行：
$ps -aux（以下是在我的計算機上的運行結(jié)果，你的結(jié)果很可能與這不同。）
USERPID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND
root.1 0.?S May15 0:04 init
root.0 0.?SW May15 0:00
root.0 0.?SW May15 0:00
root.0 0.?SWN May15 0:00
root.0 0.?SW May15 0:00
root.0 0.?SW May15 0:00
root.0 0.?SW May15 0:00
root.0 0.?SW May15 0:00
root.0 0.?SW /* 提供類型pid_t的定義 */
#include /* 提供函數(shù)的定義 */
pid_t getpid(void);
getpid的作用很簡單，就是返回當(dāng)前進程的進程ID，請大家看以下的例子：
/* getpid_test.c */
#include
main()
{
printf(“The current process ID is %d
“,getpid());
}
細心的讀者可能注意到了，這個程序的定義里并沒有包含頭文件sys/types.h，這是因為我們在程序中沒有用到pid_t類型，pid_t類型即為進程ID的類型。事實上，在i386架構(gòu)上（就是我們一般PC計算機的架構(gòu)），pid_t類型是和int類型完全兼容的，我們可以用處理整形數(shù)的方法去處理pid_t類型的數(shù)據(jù)，比如，用”%d”把它打印出來。
編譯并運行程序getpid_test.c：
$gcc getpid_test.c -o getpid_test
$./getpid_test
The current process ID is 1980
（你自己的運行結(jié)果很可能與這個數(shù)字不一樣，這是很正常的。）
再運行一遍：
$./getpid_test
The current process ID is 1981
正如我們所見，盡管是同一個應(yīng)用程序，每一次運行的時候，所分配的進程標(biāo)識符都不相同。
fork
在2.4.4版內(nèi)核中，fork是第2號系統(tǒng)調(diào)用，其在Linux函數(shù)庫中的原型是：
#include /* 提供類型pid_t的定義 */
#include /* 提供函數(shù)的定義 */
pid_t fork(void);
只看fork的名字，可能難得有幾個人可以猜到它是做什么用的。fork系統(tǒng)調(diào)用的作用是復(fù)制一個進程。當(dāng)一個進程調(diào)用它，完成后就出現(xiàn)兩個幾乎一模一樣的進程，我們也由此得到了一個新進程。據(jù)說fork的名字就是來源于這個與叉子的形狀頗有幾分相似的工作流程。
在Linux中，創(chuàng)造新進程的方法只有一個，就是我們正在介紹的fork。其他一些庫函數(shù)，如system()，看起來似乎它們也能創(chuàng)建新的進程，如果能看一下它們的源碼就會明白，它們實際上也在內(nèi)部調(diào)用了fork。包括我們在命令行下運行應(yīng)用程序，新的進程也是由shell調(diào)用fork制造出來的。fork有一些很有意思的特征，下面就讓我們通過一個小程序來對它有更多的了解。
/* fork_test.c */
#include
#inlcude
main()
{
pid_t pid;
/*此時僅有一個進程*/
pid=fork();
/*此時已經(jīng)有兩個進程在同時運行*/
if(pid
void exit(int status);
不像fork那么難理解，從exit的名字就能看出，這個系統(tǒng)調(diào)用是用來終止一個進程的。無論在程序中的什么位置，只要執(zhí)行到exit系統(tǒng)調(diào)用，進程就會停止剩下的所有操作，清除包括PCB在內(nèi)的各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并終止本進程的運行。請看下面的程序：
/* exit_test1.c */
#include
main()
{
printf(“this process will exit!
“);
exit(0);
printf(“never be displayed!
“);
}
編譯后運行：
$gcc exit_test1.c -o exit_test1
$./exit_test1
this process will exit!
我們可以看到，程序并沒有打印后面的”never be displayed! “，因為在此之前，在執(zhí)行到exit(0)時，進程就已經(jīng)終止了。
exit系統(tǒng)調(diào)用帶有一個整數(shù)類型的參數(shù)status，我們可以利用這個參數(shù)傳遞進程結(jié)束時的狀態(tài)，比如說，該進程是正常結(jié)束的，還是出現(xiàn)某種意外而結(jié)束的，一般來說，0表示沒有意外的正常結(jié)束；其他的數(shù)值表示出現(xiàn)了錯誤，進程非正常結(jié)束。我們在實際編程時，可以用wait系統(tǒng)調(diào)用接收子進程的返回值，從而針對不同的情況進行不同的處理。關(guān)于wait的詳細情況，我們將在以后的篇幅中進行介紹。
exit和_exit
作為系統(tǒng)調(diào)用而言，_exit和exit是一對孿生兄弟，它們究竟相似到什么程度，我們可以從Linux的源碼中找到答案：
#define __NR__exit __NR_exit /* 摘自文件include/a-i386/unistd.h第334行 */
“__NR_”是在Linux的源碼中為每個系統(tǒng)調(diào)用加上的前綴，請注意之一個exit前有2條下劃線，第二個exit前只有1條下劃線。
這時隨便一個懂得C語言并且頭腦清醒的人都會說，_exit和exit沒有任何區(qū)別，但我們還要講一下這兩者之間的區(qū)別，這種區(qū)別主要體現(xiàn)在它們在函數(shù)庫中的定義。_exit在Linux函數(shù)庫中的原型是：
#include
void _exit(int status);
和exit比較一下，exit()函數(shù)定義在stdlib.h中，而_exit()定義在unistd.h中，從名字上看，stdlib.h似乎比unistd.h高級一點，那么，它們之間到底有什么區(qū)別呢？讓我們先來看流程圖，通過下圖，我們會對這兩個系統(tǒng)調(diào)用的執(zhí)行過程產(chǎn)生一個較為直觀的認(rèn)識。
從圖中可以看出，_exit()函數(shù)的作用最為簡單：直接使進程停止運行，清除其使用的內(nèi)存空間，并銷毀其在內(nèi)核中的各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；exit()函數(shù)則在這些基礎(chǔ)上作了一些包裝，在執(zhí)行退出之前加了若干道工序，也是因為這個原因，有些人認(rèn)為exit已經(jīng)不能算是純粹的系統(tǒng)調(diào)用。
exit()函數(shù)與_exit()函數(shù)更大的區(qū)別就在于exit()函數(shù)在調(diào)用exit系統(tǒng)調(diào)用之前要檢查文件的打開情況，把文件緩沖區(qū)中的內(nèi)容寫回文件，就是圖中的”清理I/O緩沖”一項。
在Linux的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫中，有一套稱作”高級I/O”的函數(shù)，我們熟知的printf()、fopen()、fread()、fwrite()都在此列，它們也被稱作”緩沖I/O（buffered I/O）”，其特征是對應(yīng)每一個打開的文件，在內(nèi)存中都有一片緩沖區(qū)，每次讀文件時，會多讀出若干條記錄，這樣下次讀文件時就可以直接從內(nèi)存的緩沖區(qū)中讀取，每次寫文件的時候，也僅僅是寫入內(nèi)存中的緩沖區(qū)，等滿足了一定的條件（達到一定數(shù)量，或遇到特定字符，如換行符和文件結(jié)束符EOF），再將緩沖區(qū)中的內(nèi)容一次性寫入文件，這樣就大大增加了文件讀寫的速度，但也為我們編程帶來了一點點麻煩。如果有一些數(shù)據(jù)，我們認(rèn)為已經(jīng)寫入了文件，實際上因為沒有滿足特定的條件，它們還只是保存在緩沖區(qū)內(nèi)，這時我們用_exit()函數(shù)直接將進程關(guān)閉，緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)就會丟失，反之，如果想保證數(shù)據(jù)的完整性，就一定要使用exit()函數(shù)。
請看以下例程：
/* exit2.c */
#include
main()
{
printf(“output begin
“);
printf(“content in buffer”);
exit(0);
}
編譯并運行：
$gcc exit2.c -o exit2
$./exit2
output begin
content in buffer
/* _exit1.c */
#include
main()
{
printf(“output begin
“);
printf(“content in buffer”);
_exit(0);
}
編譯并運行：
$gcc _exit1.c -o _exit1
$./_exit1
output begin
在Linux中，標(biāo)準(zhǔn)輸入和標(biāo)準(zhǔn)輸出都是作為文件處理的，雖然是一類特殊的文件，但從程序員的角度來看，它們和硬盤上存儲數(shù)據(jù)的普通文件并沒有任何區(qū)別。與所有其他文件一樣，它們在打開后也有自己的緩沖區(qū)。
請讀者結(jié)合前面的敘述，思考一下為什么這兩個程序會得出不同的結(jié)果。相信如果您理解了我前面所講的內(nèi)容，會很容易的得出結(jié)論。
在這篇文章中，我們對Linux的進程管理作了初步的了解，并在此基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)了getpid、fork、exit和_exit四個系統(tǒng)調(diào)用。在下一篇文章中，我們將學(xué)習(xí)與Linux進程管理相關(guān)的其他系統(tǒng)調(diào)用，并將作一些更深入的探討。
前面的文章中，我們已經(jīng)了解了父進程和子進程的概念，并已經(jīng)掌握了系統(tǒng)調(diào)用exit的用法，但可能很少有人意識到，在一個進程調(diào)用了exit之后，該進程并非馬上就消失掉，而是留下一個稱為僵尸進程（Zombie）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在Linux進程的5種狀態(tài)中，僵尸進程是非常特殊的一種，它已經(jīng)放棄了幾乎所有內(nèi)存空間，沒有任何可執(zhí)行代碼，也不能被調(diào)度，僅僅在進程列表中保留一個位置，記載該進程的退出狀態(tài)等信息供其他進程收集，除此之外，僵尸進程不再占有任何內(nèi)存空間。從這點來看，僵尸進程雖然有一個很酷的名字，但它的影響力遠遠抵不上那些真正的僵尸兄弟，真正的僵尸總能令人感到恐怖，而僵尸進程卻除了留下一些供人憑吊的信息，對系統(tǒng)毫無作用。
也許讀者們還對這個新概念比較好奇，那就讓我們來看一眼Linux里的僵尸進程究竟長什么樣子。
當(dāng)一個進程已退出，但其父進程還沒有調(diào)用系統(tǒng)調(diào)用wait（稍后介紹）對其進行收集之前的這段時間里，它會一直保持僵尸狀態(tài)，利用這個特點，我們來寫一個簡單的小程序：
/* zombie.c */
#include
#include
main()
{
pid_t pid;
pid=fork();
if(pid
printf(“error occurred!n”);
else if(pid==0) /* 如果是子進程 */
exit(0);
else /* 如果是父進程 */
sleep(60); /* 休眠60秒，這段時間里，父進程什么也干不了 */
wait(NULL); /* 收集僵尸進程 */
}
sleep的作用是讓進程休眠指定的秒數(shù)，在這60秒內(nèi)，子進程已經(jīng)退出，而父進程正忙著睡覺，不可能對它進行收集，這樣，我們就能保持子進程60秒的僵尸狀態(tài)。
編譯這個程序：
$ cc zombie.c -o zombie
后臺運行程序，以使我們能夠執(zhí)行下一條命令：
$ ./zombie &
1577
列一下系統(tǒng)內(nèi)的進程：
$ ps -ax
… …
1177 pts/0 S:00 -bash
1577 pts/0 S:00 ./zombie
1578 pts/0 Z:00
1579 pts/0 R:00 ps -ax
看到中間的”Z”了嗎？那就是僵尸進程的標(biāo)志，它表示1578號進程現(xiàn)在就是一個僵尸進程。
我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了系統(tǒng)調(diào)用exit，它的作用是使進程退出，但也僅僅限于將一個正常的進程變成一個僵尸進程，并不能將其完全銷毀。僵尸進程雖然對其他進程幾乎沒有什么影響，不占用CPU時間，消耗的內(nèi)存也幾乎可以忽略不計，但有它在那里呆著，還是讓人覺得心里很不舒服。而且Linux系統(tǒng)中進程數(shù)目是有限制的，在一些特殊的情況下，如果存在太多的僵尸進程，也會影響到新進程的產(chǎn)生。那么，我們該如何來消滅這些僵尸進程呢？
先來了解一下僵尸進程的來由，我們知道，Linux和UNIX總有著剪不斷理還亂的親緣關(guān)系，僵尸進程的概念也是從UNIX上繼承來的，而UNIX的先驅(qū)們設(shè)計這個東西并非是因為閑來無聊想煩煩其他的程序員。僵尸進程中保存著很多對程序員和系統(tǒng)管理員非常重要的信息，首先，這個進程是怎么死亡的？是正常退出呢，還是出現(xiàn)了錯誤，還是被其它進程強迫退出的？其次，這個進程占用的總系統(tǒng)CPU時間和總用戶CPU時間分別是多少？發(fā)生頁錯誤的數(shù)目和收到信號的數(shù)目。這些信息都被存儲在僵尸進程中，試想如果沒有僵尸進程，進程一退出，所有與之相關(guān)的信息都立刻歸于無形，而此時程序員或系統(tǒng)管理員需要用到，就只好干瞪眼了。
linux除了popen外，獲取其它進程PID的方法有哪些？
getpid（取得進程識別碼）
相關(guān)函數(shù) fork，kill，getpid
表頭文件 #include
定義埋悉函數(shù) pid_t getpid(void);
函數(shù)說虧仿明 getpid（）用來取得目前進程的進程識別碼，許多程序利用取到的此值來建立臨時文件，以避免臨時文件相同帶來的問題。
返回值 目前進程的進程識別碼
范例 #include
main()
{
printf(“pid=%d\n”,getpid());
}
執(zhí)行 pid=/*每次彎空乎執(zhí)行結(jié)果都不一定相同*/
在/proc目錄下有一堆以數(shù)字命名的文件，這些文喚物件都是虛擬文件，文件名為和扒液進程此坦的PID，文件內(nèi)容為文本格式的進程信息，監(jiān)控用它就行了
linux 進程 pid文件的介紹就聊到這里吧，感謝你花時間閱讀本站內(nèi)容，更多關(guān)于linux 進程 pid文件,探究Linux進程的PID文件：從概念到實現(xiàn),linux 下，進程號pid與文件描述符有什么區(qū)別？,linux下的PID,PIDD是什么？他們之間的關(guān)系以及應(yīng)用是什么？,linux除了popen外，獲取其它進程PID的方法有哪些？的信息別忘了在本站進行查找喔。
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網(wǎng)站欄目：探究Linux進程的PID文件：從概念到實現(xiàn)(linux進程pid文件)
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