【Linux】进程控制

目录

进程终止

进程常见退出方法

_exit函数和exit函数的区别

进程等待

什么是进程等待

为什么需要进程等待？

进程等待的方法 

wait方法

waitpid方法

获取子进程status 

进程替换

替换函数

进程终止

进程退出有三种情况

1. 代码运行完毕，结果正确
2. 代码运行完毕，结果不正确
3. 代码异常终止

进程常见退出方法

正常终止（可以通过 echo $?  查看进程退出码）

• 从main返回
• 调用exit
• _exit

异常退出

• ctrl+c，信号终止 kill -9

_exit函数和exit函数的区别

_exit函数

#include <unistd.h>

void _exit(int status);

参数： status 定义了进程的终止状态，父进程通过 wait 来获取该值

exit函数

#include <unistd.h>

void exit(int status);

这两者之间属于调用与被调用的关系，exit最后也会调用_exit，但在调用_exit之前，还做了其他工作，如下为exit函数的执行流程：

1. 执行用户通过atexit或on_exit定义的清理函数
2. 关闭所有打开的流，所有的缓存数据均被写入 
3. 调用_exit

进程等待

什么是进程等待

通过系统调用wait/waitpid，来进行状态检测与回收的功能

为什么需要进程等待？

• 子进程退出，父进程如果不管不顾，可能会造成僵尸进程的问题，僵尸进程无法被杀死，因此只有通过进程等待来杀掉该进程，进而解决内存泄漏问题。
• 我们需要通过进程等待，获得子进程的退出情况（任务完成的怎么样了）。

进程等待的方法 

wait方法

#include <sys/types.h>

#include <sys/wait.h>

pid_t wait(int *status)

返回值：

        等待任意一个进程，有进程退出就返回，成功返回被等待进程id，失败返回-1；

参数：

        输出型参数，获取子进程退出状态，不关心则可以设置称为NULL

如果子进程不退出，父进程默认在wait的时候，调用这个系统调用的时候，也就不返回，默认叫做阻塞状态。

waitpid方法

pid_ t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);

返回值：

        当正常返回的时候，waitpid返回收集到的子进程的进程ID；

        如果设置了WHOHANG，而调用中waitpid发现没有已退出的子进程可收集，则返回0；

        如果调用中出错，则返回-1，这时errono会被设置成相应的值，以指示错误所在；

参数：

        pid：

                Pid=-1,等待任一个子进程。与wait 等效。

                Pid>0.等待其进程ID 与 pid 相等的子进程。

       status:

                WIFEXITED(status): 若为正常终止子进程返回的状态，则为真。（查看进程是否是正常退出）这个相当于提取status的后七位进行判断，等价于  !status&0x7F 。

                WEXITSTATUS(status): 若WIFEXITED 非零，提取子进程退出码。（查看进程的退出码）

        options:

                WNOHANG: 若pid 指定的子进程没有结束，则 waitpid() 函数返回 0 ，不予以等待。若正常结束，则返回该子进程的ID

                默认0，阻塞等待子进程

获取子进程status 

wait和waitpid，都有一个status参数，该参数是一个输出型参数，由操作系统填充。

status是一个整数，是32位，我们只考虑它的低16位。

• 正常终止的情况下，低16位的前8位标识进程退出码
• 被信号所杀的情况下，低7位标识终止信号 

进程替换

替换函数

其中有六种以exec开头的函数，统称exec函数：

#include <unistd.h>`

int execl(const char *path, const char *arg, ...);

• 函数名带l的表示一个列表，参数以列表的形式填入

int execlp(const char *file, const char *arg, ...);

• 函数名带p的，表示PATH，execp自己会在默认的PATH环境变量中查找，传参的时候只需要传入要执行的文件就可以了

int execle(const char *path, const char *arg, ...,char *const envp[]);

• e表示enviroment环境变量，需要传入环境变量

int execv(const char *path, char *const argv[ ]);

• v可以理解为vector,与l不同的是第二个参数传入字符串指针数组

int execvp(const char *file, char *const argv[ ])；

int execve(const char *path, char *const argv[ ], char *const envp[]);

这里总结一下：

• l（list）：表示参数使用列表
• v（vector）：表示参数使用数组
• p（path）：有p自动搜索环境变量PATH
• e （env）：表示自己维护环境变量

用fork创建子进程后执行的是和父进程相同的程序（但有可能执行不同的代码分支），子进程往往要调用一种exec函数以执行另一个程序，当进程调用一种exec函数时，该进程的用户空间代码和数据完全被新程序替换，从新程序启动例程开始执行，调用exec并不创建新的进程，所以调用exec前后该进程的id并未改变。

TIPS：

• 程序替换成功之后，exec*后续的代码不会被执行，替换失败，才执行原本后续的代码，exec*函数只有失败返回值，没有成功返回值
• Linux中形成的可执行文件被称为ELF文件，可执行文件的表头指明了程序执行入口地址
• makefile一次要形成多个可执行文件可以引入一个伪目标all，如下：

.PHONY:all
all:otherExe mycommand

otherExe:otherExe.cpp
        g++ -o $@ $^ -std=c++11
mycommend:mycommand.c
        gcc -o $@ $^ -std=c99
.PHONY:clean
clean:
        rm -f otherExe mycommand

环境变量在进行进程替换的时候不会被替换，而是继承下去，父进程所包含的环境变量，子进程会全部继承，子进程新增的环境变量，父进程并不会拥有。