【Linux】进程控制(创建、终止、等待)

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了【Linux】进程控制(创建、终止、等待)。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方,请大家不吝赐教,您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

环境:centos7.6,腾讯云服务器
Linux文章都放在了专栏:【Linux】欢迎支持订阅

相关文章推荐:

【Linux】冯.诺依曼体系结构与操作系统

【Linux】进程理解与学习Ⅰ-进程概念

【Linux】进程理解与学习Ⅱ-进程状态

【Linux】进程理解与学习Ⅲ-环境变量

【Linux】进程理解与学习Ⅳ-进程地址空间

浅谈Linux下的shell--BASH

【Linux】进程优先级&前后台理解

前言

在前文中我们了解了fork函数的使用,以及写时拷贝机制的原理等,并且也学习了什么是僵尸进程,但是并没有具体讲到应如何处理僵尸进程,本次章节将对fork函数以及如何终止进程,还有僵尸进程的处理做更为详细的探讨。

进程创建

  • 再谈fork函数

#include <unistd.h>
pid_t fork(void);
返回值:创建子进程成功后,给子进程返回0,父进程返回子进程的pid,出错返回-1
pid_t 实际上就是int 的typedef

在调用fork函数的时候,会分配新的内存块和内核数据结构给子进程,并将父进程的部分数据结构内容拷贝给子进程(包括环境变量表)。

【Linux】进程控制(创建、终止、等待)

 当调用fork函数之前,父进程独立运行,调用fork之后,会执行两个执行流,即父子进程共享fork函数之后的代码。

  • 写时拷贝

写时拷贝可以说是一种“赌博式”的机制,在前文【进程地址空间】一文中已经具体的进行讲解。所谓写时拷贝实际上就是当一方进程想要对数据进行修改时,OS会在物理内存中重新开辟一块空间,并将原有物理空间的内容进行拷贝,最后将新空间的物理地址通过页表+MMU与原有虚拟地址重新建立映射关系。(给用户呈现的就是同一个地址却有两个不同的值)

【Linux】进程控制(创建、终止、等待)

 进程终止

  • 退出码

每一个进程在退出时都会有一个退出码,就好像我们写main函数时最后加上return 0,这就表示退出码为0。我们在Linux下可以通过echo $?指令查看最近的进程的退出码

【Linux】进程控制(创建、终止、等待)

而对于各个退出码表示的含义,我们可以利用函数strerror,通过以下代码打印出来: 

#include<stdio.h>
#include<string.h>
 
//退出码
int main()
{
  int n=255;
  for(int i=0; i<n; ++i)
  {
    //strerror:将数字退出码转化为对应的字符串类型
    printf("%d:%s\n",i,strerror(i));                                                                                                         
  }
  return 0;                
}     
【Linux】进程控制(创建、终止、等待)
部分退出码含义(C语言标准)

还有一点需要注意的是,进程的退出码的数值范围一般都在0~255之内,假如超出了这个范围,则会返回退出码255。

  •  退出方式

对于一个进程,我们除了可以通过外部指令(比如kill -9 pid或者ctrl c等)来终止进程,还可以通过内部实现的函数,来终止一个进程。常见的三个函数如下:

1、main函数中的return语句

该方法是最为常见的一种方法,当在main函数中执行return指令,则表示该进程终止,并返回return后面的退出码。不过这里需要注意的是,只有main函数中的return才表示进程终止。

【Linux】进程控制(创建、终止、等待)

 2、exit函数

除了main函数中的return语句可以用来终止进程,实际上还可以通过函数exit用来终止该进程。exit与return的不同之处就在于,调用了exit之后,不管在哪个函数体(无论是普通函数,还是main函数)都会终止进程

【Linux】进程控制(创建、终止、等待)

3、 _exit函数

_exit与exit看起来长得好像,那么它的作用是什么呢?与exit有什么区别吗?

实际上两者的共同点就是,两者都是当执行到该语句时,就会终止进程,唯一的区别就在于exit在终止进程之前会刷新缓冲区,而_exit则是直接结束进程。如下:

【Linux】进程控制(创建、终止、等待)

实际上,_exit是一个系统调用函数,需要 包含头文件<unistd.h>。而exit可以说是_exit的封装,如下:【Linux】进程控制(创建、终止、等待)

  •  退出结果

对于一个进程的退出结果,无非就以下三种情况:

  • 程序正常退出,且执行结果正确
  • 程序正常退出,且执行结果错误
  • 程序异常

进程退出的进一步理解:OS在进程退出时,会释放该进程对应的内核数据结构+代码和数据(因此,僵尸进程问题的解决是必要的,否责会一直存在,占用系统空间资源,造成内存泄露)

进程等待

  • 进程等待的原因

在前文进程状态中讲到了,子进程是要让父进程拿到自己的退出码以及退出状态,否则就算自己被kill掉了,也是处于一种僵尸状态(Z状态)存在着,直到父进程拿到自己的退出码以及退出状态,子进程才结束僵尸状态(bash的子进程由于bash有回收机制,所以不会出现僵尸进程)。

【Linux】进程控制(创建、终止、等待)
僵尸进程(Z)

对于父进程来说,子进程的执行结果是否正确并不重要,重要的是子进程的退出状态,即子进程是否是正常退出。而子进程的执行结果是否正确则是由程序员根据退出码自行判断。(注意:判断退出码是否正确的前提是进程是否正常退出

对于僵尸进程问题的解决,父进程是通过进程等待的方式,回收子进程资源,获取子进程退出信息,从而解决僵尸进程问题。

总而言之,进程等待的目的只有两个,如下:

  1. 解决僵尸进程问题,避免内存泄漏(必须要做的)
  2. 获取子进程的退出结果(如果需要的话)
  • 进程等待的方法

那么父进程应如何等待呢?实际上系统提供了函数,wait与waitpid函数。

wait函数

//头文件
#include<sys/types.h>
#include<sys/wait.h>
pid_t wait(int*status);
返回值:
 等待成功->返回被等待进程pid,失败返回-1。
参数:
 输出型参数,获取子进程退出状态,不关心结果则可以设置成为NULL

【Linux】进程控制(创建、终止、等待)

 wait函数的使用很简单,接下来着重介绍waitpid函数的使用,该函数是我们比较常用的一个函数,用法相较于wait也稍微复杂了一些。

waitpid函数 

为了更好更直观的认识该函数,我画了如下图解:

【Linux】进程控制(创建、终止、等待)

当然,仅仅只有图是不够的,接下来通过如下代码来演示进程等待的阻塞与非阻塞等待。

阻塞式等待

将waitpid的第三个参数设置为0,就表示阻塞式等待。所谓阻塞式等待,就是父进程运行到waitpid该处的指令时,不会再往后继续执行指令,而是处于阻塞状态等到子进程退出时,才会继续执行后面的指令

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

 int main()
{
   pid_t id=fork();
   if(id == 0)
   {
     //child
     int cnt=5;
     //子进程五秒后会退出
     while(cnt)
     {
       printf("我是子进程,还有%ds退出,pid:%d\n",cnt,getpid());
       --cnt;
       sleep(1);
     }
     if(cnt == 0)exit(111);
     else exit(-1);
   }
   //父进程等待子进程退出(阻塞式等待)
   printf("我开始等待子进程退出\n");
   int status=0;
   pid_t w=waitpid(id,&status,0);//0表示阻塞式等待,只有子进程结束时,父进程才会执行后面的指令                                                  
   //等待失败
   if(w<0)
   {
      perror("wait fail");
     return -1;
   }
   //等待成功
   printf("我是父进程,等待子进程成功,w:%d,子进程退出码:%d,退出信号:%d\n",w,(status>>8)&0xFF,status&0x7F);
   //status >> 8后得到低16位的高8位,& 0xFF则取到该8位对应的值,%d以十进制打印(退出码)
   //status &0x7F则是取到低7位的值,并以10进制打印(退出信号)
 }

先来看一下执行结果:

【Linux】进程控制(创建、终止、等待)​ 当然,我们不仅可以通过位运算获得子进程的退出码以及退出信号,也可以通过系统提供的宏来获取:

  1. WIFEXITED(status)若子进程退出信号正常,则返回真,异常返回假(通常用0表示假,非0表示真)
  2. WEXITSTATUS(status)查看退出码(用户自己根据退出码来判断是否执行结果正确,前提是退出信号正常)

非阻塞式等待

将waitpid的第三个参数设置为WNOHANG,就表示非阻塞式等待。所谓非阻塞式等待,就是父进程在执行waitpid指令时,假如子进程没有退出,则会给waitpid返回一个0,然后继续执行后面的指令。我们可以通过等待轮询的方式,来保证在等待子进程的同时,父进程得以做一些其他的事。如下:

 #include<stdio.h>
 #include<unistd.h>
 #include<sys/types.h>
 #include<sys/wait.h>
 #include<stdlib.h>
 
 //非阻塞式等待
 int main()
 {
   pid_t id=fork();
   if(id == 0)
   {
     //child
     int cnt=3;
     //让子进程3秒后退出
     while(cnt)
     {
       printf("我是子进程,还有%ds退出,pid:%d\n",cnt,getpid());
       --cnt;
       sleep(1);
     }
     if(cnt == 0)exit(111);
     else exit(-1);
   }

   //father               
   //等待轮询
   while(1)
   {
     int status=0;        
     //第三个参数设置为WNOHANG,表示非阻塞式等待,父进程可以执行后面的指令                                                                     
     pid_t tmp=waitpid(id,&status,WNOHANG);
     //等待失败
     if(tmp < 0)
     {
       perror("wait fail\n");
       exit(-1);
     }
     //子进程还未退出
     else if(tmp == 0)
     {
       printf("子进程还未退出,我可以做其它的任务\n");
       printf("执行任务-------\n");
       sleep(1);
     }
     //子进程退出
     else 
     {
       printf("子进程已退出,父进程接受子进程返回信息,子进程退出码:%d,退出信号:%d\n",WEXITSTATUS(status),status&0x7F);
       break;
     }
   }
   return 0;
 }

【Linux】进程控制(创建、终止、等待)


end.

生活原本沉闷,但跑起来就会有风!🌹 文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-414710.html

到了这里,关于【Linux】进程控制(创建、终止、等待)的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

本文来自互联网用户投稿,该文观点仅代表作者本人,不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务,不拥有所有权,不承担相关法律责任。如若转载,请注明出处: 如若内容造成侵权/违法违规/事实不符,请点击违法举报进行投诉反馈,一经查实,立即删除!

领支付宝红包 赞助服务器费用

相关文章

  • 【探索Linux】—— 强大的命令行工具 P.10(进程的控制——创建、终止、等待、程序替换)

    前面我们讲了C语言的基础知识,也了解了一些数据结构,并且讲了有关C++的一些知识,也学习了一些Linux的基本操作,也了解并学习了有关Linux开发工具vim 、gcc/g++ 使用、yum工具以及git 命令行提交代码也相信大家都掌握的不错,上一篇文章我们了解了关于进程的地址空间,今

    2024年02月08日
    浏览(54)
  • 【Linux初阶】fork进程创建 & 进程终止 & 进程等待

     🌟hello,各位读者大大们你们好呀🌟 🍭🍭系列专栏:【Linux初阶】 ✒️✒️本篇内容:fork进程创建,理解fork返回值和常规用法,进程终止(退出码、退出场景、退出方法、exit),进程等待(wait、waitpid),阻塞等待和非阻塞等待 🚢🚢作者简介:本科在读,计算机海洋

    2024年02月06日
    浏览(52)
  • Linux之进程控制&&进程终止&&进程等待&&进程的程序替换&&替换函数&&实现简易shell

    1.1 fork的使用 我们可以使用man指令来查看一下 子进程会复制父进程的PCB,之间代码共享,数据独有,拥有各自的进程虚拟地址空间。 这里就有一个代码共享,并且子进程是拷贝了父进程的PCB,虽然他们各自拥有自己的进程虚拟地址空间,数据是拷贝过来的,通过页表映射到

    2024年04月17日
    浏览(58)
  • linux入门之进程控制(上)进程创建,进程等待

    目录 一、进程创建 1.fork函数 2.fork函数返回值 3.写时拷贝 4.fork常规用法 5.fork调用失败原因 二、进程终止 1.进程退出场景 2.进程常见退出方法 2.1_exit函数(直接调用内核) 2.2 exit函数 2.3return退出 三、进程等待 1.进程等待必要性 2.进程等待方法 2.1 wait方法 2.2 waitpid方法 2.3获取

    2024年02月12日
    浏览(56)
  • 【Linux】详解进程终止&&进程等待

             页表中不仅仅只有虚拟地址到物理地址的映射,还包括了很多选项,其中就包括了映射条目的权限。当我们进程的代码和数据加载到内存并和进程地址空间建立映射关系时,如果数据的内容不允许被修改(比如说常量字符串),对应数据在页表中的映射条目的权

    2024年04月14日
    浏览(64)
  • 零基础Linux_10(进程)进程终止(main函数的返回值)+进程等待

    目录 1. 进程终止 1.1 main函数的返回值 1.2 进程退出码和错误码 1.3 进程终止的常见方法 2. 进程等待 2.1 进程等待的原因 2.2 wait 函数 2.3 waitpid 函数 2.4 int* status参数 2.5 int options非阻塞等待 本篇完。 进程终止指的就是程序执行结束了,进程终止退出的场景有三种: 代码运行

    2024年02月07日
    浏览(43)
  • 【Linux系统编程:线程】 线程控制 -- 创建、终止、等待、分离 | 线程互斥与同步 | 互斥量与条件变量 | 生产者消费者模型 | 线程池 | STL/智能指针与线程安全 | 读者写者模型

    写在前面 本文重点: 了解线程概念,理解线程与进程区别与联系。 学会线程控制,线程创建,线程终止,线程等待。 了解线程分离与线程安全。 学会线程同步。 学会使用互斥量,条件变量,posix 信号量,以及读写锁。 理解基于读写锁的读者写者问题。 一、线程概念 💦

    2024年02月04日
    浏览(70)
  • Linux——进程创建与进程终止

    📘北尘_ :个人主页 🌎个人专栏 :《Linux操作系统》《经典算法试题 》《C++》 《数据结构与算法》 ☀️走在路上,不忘来时的初心 在linux中fork函数时非常重要的函数,它从已存在进程中创建一个新进程。新进程为子进程,而原进程为父进程。 #include unistd.h pid_t fork(void); 返

    2024年02月04日
    浏览(50)
  • Linux - 进程控制(下篇)- 进程等待

     为什么进程需要等待?  我们知道,在Linux 当中, 父子进程之间一些结构 就是一些 多叉树 的结构,一个父进程可能管理或者创建了很多个字进程。 而其实我们在代码当中使用fork()函数创建的子进程的父进程,这个父进程其实也是其他的父进程的子进程,我们在命令行

    2024年02月05日
    浏览(42)
  • 【linux进程控制(二)】进程等待--父进程是如何等待子进程死亡的?

    💓博主CSDN主页:杭电码农-NEO💓   ⏩专栏分类:Linux从入门到精通⏪   🚚代码仓库:NEO的学习日记🚚   🌹关注我🫵带你学更多操作系统知识   🔝🔝 ) 控制一个进程包括如何创建它,如何 终止它,并且如何回收它的资源! 本章重点: 本篇文章着重讲解进程等待的必要性 ,以及

    2024年02月05日
    浏览(38)

觉得文章有用就打赏一下文章作者

支付宝扫一扫打赏

博客赞助

微信扫一扫打赏

请作者喝杯咖啡吧~博客赞助

支付宝扫一扫领取红包,优惠每天领

二维码1

领取红包

二维码2

领红包