Linux-＞进程终止和等待

目录

1. 进程终止场景

1.1 进程退出码

1.2 进程常见退出方式

 2. 进程等待

2.1 进程等待的必要性

2.2 进程等待的方式

wait()方式

waitpid()方式

options参数

status参数

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1. 进程终止场景

代码运行完毕，结果正确
代码运行完毕，结果不正确
代码异常终止

         进程终止也就是我们通常理解的进程退出了，但是我们又怎样理解上面的三句话呢？什么叫做代码运行完毕结果正确或者不正确？难道是我们每一次都需要自己去调试？有或则是每一个都需要通过IO接口，将程序结果调试出来然后在判断程序是否正确？答案很明显不是的，往下将会给你结果。

1.1 进程退出码

        首先，咱们得明白一个概念，判断是一个代码运行完毕结果是否正确，肯定不会是我们之前所想的那样，将程序以printf、cout或者调试的方法用认为的方式判断是否正确，因为对于计算机而言，我们判断是否正确根本没有意义，因为它的运行速度太快了，如果有其它进程需要这个进程的退出信息，难道它会等我们告知一个答案吗？不会的。所以编程语言出现了——进程退出码。

        大家第一次看到进程退出码可能会认为这是一个很厉害，很牛逼的东西，其实不是，我们平时练习C语言和C++时都有用到它，只是大伙不知道到底是干嘛的罢了。如下：

 int main()
 {
      return 0;                                                                                                                  
 } 

        上方代码的0就是进程退出码之一，表示程序正确执行，是否感到了一丝丝无语伙伴们，是不是以为是什么呢？哈哈。不过无语归无语，这个知识点却是很多知识点的桥梁，还是得认真了解的。

        0表示程序执行完了结果正确，其余数字都表示结果不正确，为什么？就因为C语言规定了？这玩意你不说谁会懂？我举一个例子：

        假如你和你女朋友说话，你女朋友问你“你爱不爱我”，你说“0”，然后你女朋友就觉得莫名其妙，然后再问你“你是不是有病？我问你话呢”，然后你又回了“3”，你女朋友气不过，她认为你在耍她，最后就气跑了。你冤不冤枉，你有好好回答哇，只是她不懂哇。

        上面这个故事就表明了，我不管你是啥，我问你东西，你就必须得用我知道的方式来回答，否则我生气，然后把你踢了。所以对于计算机而言，我们就是这个女朋友，他需要用我们知道的方式来回答，所以string.h库中有一个strerror函数，可以将我们的进程退出码的信息以文字方式表示出来。如下：

  1 #include<stdio.h>  2 #include<stdlib.h>  3 #include<sys/types.h>  4 #include<string.h>  5 #include<unistd.h>  6 7 int main()8 {9   int i = 0;10   for(i = 0;i<130;++i)11   {12     printf("我的进程退出码是:%d，退出信息是:%s\n",i,strerror(i));13   }14 15   return 0;16 }

         上述为进程退出码的部分信息，可以看到0的退出信息是Success，我没骗人吧。我相信大家好好看一下是能看出某些信息自己在写Linux时是看到过的，比如说退出码2，退出码13。我以退出码为例，如下：

         看到了没？知识串起来了，以前只是听过Linux是用C语言写的，但是不知道是怎么写的，但是这里有没有感觉？

1.2 进程常见退出方式

1. 从main返回
2. 调用exit
3. _exit

         进程退出从main返回的意思就是通过return返回，注意，只有main函数的返回值才被称为进程退出，其它函数的return只是表示这个函数的功能结束了，并带回了一个返回值，接收到这个返回值的地方依旧是这个进程。

        而我们的exit和_exit函数则没有这个限制了，它们能够在任意函数结束进程，使用方法如下：

exit("退出码");

_exit("退出码");

        这样看起来，好像exit函数和_exit函数没有什么区别呢？ 

        在大多数情况下，这两个函数并没有什么区别，但是还是有一定的区别的，请先看下图：

         区别就是_exit是一个系统接口，而exit是stdio.h库提供的一个库函数，并且exit函数内部调用的_exit函数，且exit函数调用没有_exit函数暴力，它会先将前面执行的代码运行完了才结束进程，而_exit会直接退出进程，不管缓冲区的数据等。

 int main()                                                                                                        
 {
      printf("hello world");
      exit(0);                                                                                                                                   }   

int main()

{

        printf("hello world");
        _exit(0);     
}

 exit();运行结果：

 _exit()运行结果：

 2. 进程等待

        进程等待一般出现在父子进程之间，父进程等待子进程运行完毕，父进程在执行自己的代码。一般是在网络通信连接时有用。

2.1 进程等待的必要性

1. 子进程退出，父进程如果不管不顾，就可能造成‘僵尸进程’的问题，进而造成内存泄漏。
2. 另外，进程一旦变成僵尸状态，那就刀枪不入，“杀人不眨眼”的kill -9 也无能为力，因为谁也没有办法杀死一个已经死去的进程。
3. 最后，父进程派给子进程的任务完成的如何，我们需要知道。如，子进程运行完成，结果对还是不对，或者是否正常退出。
4. 父进程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

         上述的概念已经为我们清晰的解释了进程等待的必要性，关于僵尸进程就是子进程退出，但是父进程没有对它的资源做回收，也就是获取进程退出信息，那么子进程的进程状态就会变为Z，并且一直保持这个状态，没有谁能干掉它，它就一直占用系统资源。

2.2 进程等待的方式

wait()方式

        wait()是一个在sys/wait.h库里面的函数，函数声明为：

pid_t wait(int*status);

         返回值正确为被等待进程pid，不正确为-1，status参数为输出型参数，当我们不关心子进程的退出状态，那么就可以将其设置能为NULL。如下：

代码：

  1 #include<stdio.h>2 #include<unistd.h>3 #include<sys/wait.h>4 #include<sys/types.h>5 #include<stdlib.h>6 7 void test1()8 {9   int cnt = 5;10   while(1)11   {12     printf("我是子进程，我还能活%dS\n",cnt);13     sleep(1);14     --cnt;15     if(cnt == 0)16       exit(110);17   }18 }19 20 21 int main()22 {23   pid_t id = fork();24   if(id == 0)25   {                                                                                                                          26     test1();27   }28   pid_t subid = wait(NULL);29   printf("我是父进程，我等待子进程%d完毕\n",subid);30 31   return 0;32 }

结果：

         从代码中能够看到父进程的printf语句在子进程被执行完毕之后才执行了，也就表示父进程使用wait函数之后确实处于等待状态，也回收了子进程的信息，因为wait返回了正确的pid。

waitpid()方式

        waitpid()是在sys/types.h库和sys/wait.h库中的函数，声明为：

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；
如果设置了选项WNOHANG,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errno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）
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。

        该函数的使用方式和wait函数基本一致，但是它的参数options、和两个函数都有的status输出型参数我需要为大家讲解一下。

options参数

        当我们将其输入为0时，此时函数的功能就是进程等待模式，也就是上述图中的模式，但是如果我们将其输入为WNOHANG，那么函数的功能就会变为轮询式等待，什么意思呢，先看代码：

    1 #include<stdio.h>2 #include<unistd.h>3 #include<sys/wait.h>4 #include<sys/types.h>5 #include<stdlib.h>6 7 void test1()8 {9   int cnt = 5;10   while(1)11   {12       printf("我是子进程，我还能活%dS\n",cnt);13     sleep(1);14     --cnt;15     if(cnt == 0)16       exit(110);17   }18 }19 20 21 int main()22 {23   pid_t id = fork();24   if(id == 0)25   {                                                                                                                        26     test1();27   }28   int status = 0;29   pid_t subid = waitpid(id,&status,WNOHANG);30   printf("我是父进程，我不想等子进程了，先运行了，之后在回收资源\n");31   return 0;32 }

         上图中可以看出，我们通过WNOHANG参数，父进程就没有等到子进程执行完了再执行代码，而是先运行着自己的代码，子进程自己跑。我将一个故事，大家大概就能懂了。

        小明和小芳是一对好朋友，一天小明想要邀请小芳一起出去玩，然后呢，他就打电话给小芳问她现在能不能出去？小芳说：等等我，我在洗澡呢，小明说：好，我等你，电话别挂。然后电话就一直打着，15分钟后，小芳说：我好了。然后挂断了电话，小明和小芳就一起出去了。——————进程等待

         还是小明和小芳，同样小明想要邀请小芳出去玩，小芳也还在洗澡，小明打电话问：还在洗吗？小芳说：嗯。然后电话挂了，小明洗了个脸，大概一分钟又问：还在洗？小芳说：嗯。如此循环，直到小芳说出洗完了，才不会继续打电话问了。——————轮询式等待

         上述的两个故事就对应了我们进程的等待方式。小明就是父进程、小芳就是子进程。

status参数

         什么叫做输出型参数呢？输出型参数就是指，我们只需要传一个地址进入就行，然后其它函数拿到这一个空间，对其进行数值修改，在原函数就能拿到这个值了。

        status是一个整型变量，他也是一个位图，意思就是他用一个变量存了进程退出码和异常信息的值，它的高16位没有被使用，次高8位用于存进程退出码，低7位用于存异常信息，还有第8位用于存core dump信息。如下：

printf("我是父进程，子进程的退出码为%d，异常信息为%d\n"，(status>>8)&0xFF,status&0x7F);  

        该方式就是我们的位图，使用方式就是位运算。 

        值得一提的是，当子进程有一个错误，那么就不会有退出码，也就是说——程序无异常->程序执行是否正确。

n /= 0;   错误语句

         程序崩溃，子进程没有成功运行，退出码为0，异常信息为8。

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        以上就是我对进程终止和进程等待的全部理解了，还请大家多多支持哇，谢谢。