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Linux多进程编程怎么做？

admin
Linux
2025-06-26
2672

在Linux中编写多进程程序通常使用 fork()系统调用创建子进程，父进程通过 wait()或 waitpid()回收资源并防止僵尸进程，子进程可配合 exec()族函数执行新程序。

在Linux环境下编写多进程程序是系统编程的核心技能之一，它允许程序同时执行多个任务，充分利用多核CPU资源,以下是详细的技术实现指南：

多进程编程基础

核心系统调用：

fork()

创建当前进程的副本（子进程），父进程返回子进程PID，子进程返回0

代码示例：

pid_t pid = fork();
if (pid < 0) {
    perror("fork failed");
    exit(1);
} else if (pid == 0) {
    // 子进程代码
    printf("Child PID: %dn", getpid());
} else {
    // 父进程代码
    printf("Parent PID: %dn", getpid());
}

exec()族函数
- 替换当前进程映像（如execlp()执行新程序）
```
execlp("/bin/ls", "ls", "-l", NULL);  // 子进程中替换为ls命令
```
wait() / waitpid()
- 父进程阻塞等待子进程退出，避免僵尸进程
```
int status;
waitpid(pid, &status, 0);  // 等待特定子进程
```

完整多进程示例

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
int main() {
    pid_t pid = fork();
    if (pid < 0) {
        perror("Fork error");
        return 1;
    }
    if (pid == 0) {  // 子进程
        printf("[Child] PID: %dn", getpid());
        execlp("/bin/date", "date", NULL);  // 替换为date命令
    } else {          // 父进程
        printf("[Parent] PID: %dn", getpid());
        wait(NULL);   // 等待子进程结束
        printf("Child process completedn");
    }
    return 0;
}

运行效果：

[Parent] PID: 1234
[Child] PID: 1235
Tue Jun 18 10:30:00 CST 2025
Child process completed

关键问题与解决方案

僵尸进程处理
- 成因：子进程退出后父进程未调用wait()
- 解决：
  - 父进程调用wait()回收资源
  - 使用信号处理：signal(SIGCHLD, SIG_IGN)自动回收
孤儿进程
- 父进程先退出时，子进程由init进程(PID=1)接管
- 系统自动回收，通常无需特殊处理
进程间通信(IPC)
| 方式 | 适用场景 | 关键函数 |
|—————|—————————-|———————–|
| 管道(Pipe) | 父子进程单向通信 | pipe(), dup2() |
| 共享内存 | 高速大数据量交换 | shmget(), shmat() |
| 消息队列 | 结构化数据传递 | msgget(), msgsnd()|
| 信号量 | 进程同步控制 | semget(), semop() |