Linux进程控制的示例分析

Linux是开源的操作系统，能够实现多任务和多进程并发执行。进程是一个正在执行的程序实例，一个程序可以有多个进程实例。在Linux中，进程管理和控制是维护系统稳定性和性能优化的重要任务。本文将通过一个示例对Linux进程控制进行分析。

示例说明：

在Linux环境中，需要使用C语言编写一个程序，该程序实现以下功能：

1、创建一个子进程

2、子进程输出10个随机整数

3、父进程接收子进程传递的整数，并求它们的平均数并输出

4、父进程等待子进程结束并输出结束信息

以下是该程序的代码片段：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <sys/wait.h>

void child_process() {
    int i, randnum;
    srand(time(0));
    printf("子进程输出的随机数如下：
");
    for (i=0; i<10; i++) {
        randnum = rand() % 100;
        printf("%d
", randnum);
        fflush(stdout);
    }
}

void parent_process(int pid) {
    int i, sum=0, avg=0, status;
    printf("父进程开始接收子进程输出的整数并计算它们的平均数...
");
    for (i=0; i<10; i++) {
        int num;
        read(pid, &num, sizeof(num));
        printf("接收到的随机整数为：%d
", num);
        fflush(stdout);
        sum += num;
    }
    avg = sum / 10;
    printf("接收到的10个随机整数的平均数为：%d
", avg);
    fflush(stdout);
    wait(&status);
    printf("父进程结束，子进程已完全销毁
");
}

int main() {
    int fd[2];
    int pid;
    if (pipe(fd) == -1) {
        printf("管道创建失败！
");
        exit(0);
    }
    pid = fork();
    if (pid == -1) {
        printf("子进程创建失败！
");
        exit(0);
    }
    else if (pid == 0) {
        close(fd[0]);
        child_process();
        for (int i=0; i<10; i++) {
            int randnum = rand() % 100;
            write(fd[1], &randnum, sizeof(randnum));
        }
        close(fd[1]);
        exit(0);
    }
    else {
        close(fd[1]);
        parent_process(fd[0]);
        close(fd[0]);
    }
    return 0;
}

分析：

该程序主要利用了fork()函数创建子进程，创建一个管道进行父子进程间的通信，子进程随机输出10个整数并通过管道传递给父进程，父进程接收到子进程传递的整数并求它们的平均数并输出。

程序主要流程如下：

1.创建一个管道：使用pipe()函数创建一个名为fd的管道，fd[0]表示读管道，fd[1]表示写管道。

2.创建子进程：使用fork()函数创建子进程，并判断是否创建成功。

3.子进程处理：在子进程中关闭fd[0]管道，调用child_process()函数输出10个随机整数，并在循环中将这些随机整数写入fd[1]管道中，最后关闭fd[1]管道并退出子进程。

4.父进程处理：在父进程中关闭fd[1]管道，调用parent_process()函数接收子进程传递的10个随机整数，求它们的平均数并输出，等待子进程结束并输出相关信息，最后关闭fd[0]管道。

5.程序结束：返回0。

通过本文对该示例的分析，可以深入理解Linux进程控制的机制，进一步了解进程、管道和通信等概念，为今后在Linux系统下进行系统编程和开发打下坚实的基础。