进程控制【Linux】

创建一批子进程

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#define N 5void runChild()
{int cnt = 10;while (cnt != 0){printf("i am a child : %d , ppid:%d\n", getpid(), getppid());sleep(1);cnt--;}
}int main()
{int i = 0;for (; i < N; i++){pid_t id = fork();if (id == 0){//子进程runChild();exit(0);}//父进程//父进程继续循环}sleep(1000);return 0;
}

进程终止

进程退出只有三种情况:
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(进程崩溃)

代码异常,本质可能就是代码没有跑完
此时进程的退出码无意义,我们不关心退出码

代码是否正确,统一会采用进程的退出码来进行判断

在这里插入图片描述

查看该进程的进程退出码
$?:保存的是最近一次进程退出的时候的退出码

[cxq@iZ7xviiy0goapxtblgih6oZ lesson15]$ echo $?

在这里插入图片描述

查看错误码
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errno

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>int main() 
{int ret = 0;char *p = (char*)malloc(1000 * 1000 * 1000 * 4);if (p == NULL) {//errno 返回的是错误码 ,strerror可以知道错误原因printf("malloc error, %d %s\n", errno, strerror(errno));ret = errno;} else {printf("malloc success\n");}return ret;
}

在这里插入图片描述

进程出现异常,本质是我们的进程收到了对应的信号
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

exit与return的区别
exit在任意地方被调用,都表示调用进程直接退出
return只表示当前函数返回,还会继续向后运行

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
void show()
{printf("hello show\n");printf("hello show\n");printf("hello show\n");printf("hello show\n");printf("hello show\n");printf("hello show\n");exit(13);//exit在任意地方被调用,都表示调用进程直接退出,如果此时换成return,return只表示当前函数返回,还会继续向后运行printf("end show\n");printf("end show\n");printf("end show\n");printf("end show\n");printf("end show\n");
}int main()
{show();printf("hello Linux\n");return 12;
}

在这里插入图片描述

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
void show()
{printf("hello show\n");printf("hello show\n");printf("hello show\n");printf("hello show\n");printf("hello show\n");printf("hello show\n");return ;//return只表示当前函数返回,还会继续向后运行exit(13);//exit在任意地方被调用,都表示调用进程直接退出printf("end show\n");printf("end show\n");printf("end show\n");printf("end show\n");printf("end show\n");
}int main()
{show();printf("hello Linux\n");return 12;
}

在这里插入图片描述
_exit :

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
void show()
{printf("hello show\n");printf("hello show\n");printf("hello show\n");printf("hello show\n");printf("hello show\n");printf("hello show\n");_exit(14);printf("end show\n");printf("end show\n");printf("end show\n");printf("end show\n");printf("end show\n");
}int main()
{show();printf("hello Linux\n");return 12;
}

在这里插入图片描述
_exit 与exit的区别

使用exit函数退出进程也是我们常用的方法,exit函数可以在代码中的任何地方退出进程,并且exit函数在退出进程前会做一系列工作

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函数终止进程。
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

_exit()是系统调用接口,exit()是库函数
当把exit改成_exit时,使用_exit终止进程,不会刷新缓冲区的数据,所以缓冲区当中的数据将不会被输出,就不会看到you can see me 了
但是exit在终止进程之前,会冲刷缓冲区,将缓冲区的数据输出

printf一定是先把数据写入缓冲区中,合适的时候,再进行刷这个缓冲区,缓冲区绝对不在内核中,在用户区

进程等待

进程等待:通过系统调用wait/waitpid,来进行对子进程进行状态检测与回收的功能

1、子进程退出,父进程如果不读取子进程的退出信息,子进程就会变成僵尸进程,进而造成内存泄漏
2、进程一旦变成僵尸进程,那么就算是kill -9命令也无法将其杀死,因为谁也无法杀死一个已经死去的进程
3、对于一个进程来说,最关心自己的就是其父进程,因为父进程需要知道自己派给子进程的任务完成的如何
4、父进程需要通过进程等待的方式,回收子进程资源,获取子进程的退出信息

父进程通过调用wait/waitpid进行僵尸进程的回收问题

在这里插入图片描述
监控脚本

while :; do ps ajx |head -1 && ps ajx | grep testWait | grep -v grep  ; sleep 1 ; echo "------------"  ; done

在这里插入图片描述

wait是等待任意一个子进程退出

如果是多个子进程僵尸,如何利用wait回收?

  1 #include<stdio.h>2 #include<unistd.h>3 #include<stdlib.h>4 #include<sys/types.h>5 #include<sys/wait.h> 6 #define N 10 7   void     Runchild ()8 {9   int cnt =5 ;10   while(cnt)11   {12     printf("child pid:%d ,ppid%d\n",getpid() ,getppid());13     sleep(1);14     cnt--;15   }16 }17 int main()18 {19   for( int i =0 ; i < N ;i ++ )20   {21     pid_t id  =  fork();22     if( id ==0  )              23     {                   24       //子进程25       Runchild ();26       exit(0);    27     }                                                                                                                                                      28     //父进程      29     printf("create child process: %d success\n", id);30   }                                                  31   sleep(10);                                         32   //等待                                             33   for( int i = 0 ; i < N  ; i++ )34   {                              35       pid_t id   =  wait(NULL);  36      if( id>0 )                  37      {                         38        printf("wait %d success\n", id);39      }  40 41   }42 43 sleep(5);44   return 0 ;45 }

在这里插入图片描述

如果父进程在等待子进程,如果一个子进程或多个子进程不退出 ,父进程会在调用wait时,父进程就一直拿不到子进程的pid , 父进程会一直等待子进程退出,父进程这种状态叫阻塞等待

 #include<stdio.h>2 #include<unistd.h>3 #include<stdlib.h>4 #include<sys/types.h>5 #include<sys/wait.h> 6 #define N 10 7   void     Runchild ()8 {9   int cnt =5 ;10   while(1)11   {12     printf("child pid:%d ,ppid%d\n",getpid() ,getppid());13     sleep(1);14     cnt--;15   }16 }17 int main()18 {19   for( int i =0 ; i < N ;i ++ )20   {21     pid_t id  =  fork();22     if( id ==0  )23     {24       //子进程25       Runchild ();26       exit(0);27     }28     //父进程 29     printf("create child process: %d success\n", id);30   }31 //  sleep(10);                                                                                                                                             32   //等待33   for( int i = 0 ; i < N  ; i++ )34   {35       pid_t id   =  wait(NULL);36      if( id>0 )37      {38        printf("wait %d success\n", id);39      }40 41   }42 43 sleep(5);44   return 0 ;45 }

waitpid

等待指定子进程或任意子进程

在这里插入图片描述

waitpid的返回值:
1、等待成功返回被等待进程的pid。
2、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。
3、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。

pid:待等待子进程的pid,若设置为-1,则等待任意子进程
status:输出型参数(通过指针,把函数内部的数据带出来)
获取子进程的退出状态,不关心可设置为NULL

status:操作系统会去找对应id的子进程,并且等待该子进程,如果该子进程退出 ,操作系统会将子进程的退出信息拷贝到status指针所指向的变量当中

  1 #include<stdio.h>2 #include<unistd.h>3 #include<stdlib.h>4 #include<sys/types.h>5 #include<sys/wait.h> 6 #define N 10 7   void     Runchild ()8 {9   int cnt =5 ;10   while(1)11   {12     printf("child pid:%d ,ppid%d\n",getpid() ,getppid());13     sleep(1);14     cnt--;15   }16 }17 int main()18 {45   pid_t id = fork() ;46   if(id <0)47   {48     perror("fork");49     return 1 ;50   }51   else if( id == 0 )52   {53    //child 54    55    int cnt =5 ;56    while(cnt)57    {58      printf("I am a child ,pid:%d , ppid:%d cnt: %d\n", getpid() , getppid() ,cnt);59      cnt -- ;60      sleep(1);61    }62      exit(1);63   }64    else // parent 65   {66     int cnt =10  ;67     while(cnt )68     {69      printf("I am a parent ,pid:%d , ppid:%d cnt: %d\n", getpid() , getppid() ,cnt);                                                                       70      cnt -- ;71      sleep(1); 72     }73     // pid_t ret = wait(NULL);74      75    int status =0 ;//输出型参数76    //操作系统会去找对应id的子进程,并且等待该子进程,如果该子进程退出 ,操作系统会将子进程的退出信息拷贝到status指针所指向的变量当中77    pid_t  ret = waitpid( id, &status , 0 );78 79      //等待成功80      if( ret ==id ) //id是子进程的pid81      {82        //status存放的是子进程的退出信息83        printf("wait success,ret:%d, status: %d\n", ret, status);84      }85 sleep(5);86 87 88   }89   return 0 ;90 }

在这里插入图片描述
为什么status是256 ?
在子进程中 ,exit函数里面,我们设置的是1
在这里插入图片描述

退出码设置的是1 ,也就是00000001,00000001就是256

子进程退出,一共会有3种退出场景
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

父进程等待,需要获得子进程退出的哪些信息?
1、子进程代码是否异常
2、如果没有异常,通过退出码判断来结果是否正确
不同的退出码表示不同的出错原因

status是一个整型变量,但status不能简单的当作整型来看待,status的不同比特位所代表的信息不同,具体细节如下(只研究status低16比特位)

在这里插入图片描述

 1 #include<stdio.h>2 #include<unistd.h>3 #include<stdlib.h>4 #include<sys/types.h>5 #include<sys/wait.h> 6 #define N 10 7   void     Runchild ()8 {9   int cnt =5 ;10   while(1)11   {12     printf("child pid:%d ,ppid%d\n",getpid() ,getppid());13     sleep(1);14     cnt--;15   }16 }17 int main()18 {45   pid_t id = fork() ;46   if(id <0)47   {48     perror("fork");49     return 1 ;50   }51   else if( id == 0 )                                                                                                                                                                       52   {53    //child 54    55    int cnt =5 ;56    while(cnt)57    {58      printf("I am a child ,pid:%d , ppid:%d cnt: %d\n", getpid() , getppid() ,cnt);59      cnt -- ;60      sleep(1);61    }62      exit(1);63   }64    else // parent 65   {66     int cnt =10  ;67     while(cnt )68     {69      printf("I am a parent ,pid:%d , ppid:%d cnt: %d\n", getpid() , getppid() ,cnt);70      cnt -- ;71      sleep(1); 72     }73     // pid_t ret = wait(NULL);74      75    int status =0 ;//输出型参数76    //操作系统会去找对应id的子进程,并且等待该子进程,如果该子进程退出 ,操作系统会将子进程的退出信息拷贝到status指针所指向的变量当中77    pid_t  ret = waitpid( id, &status , 0 );78 79      //等待成功80      if( ret ==id ) //id是子进程的pid81      {82        //status存放的是子进程的退出信息83        //7F 0111 1111 84        //0xFF85        printf("wait success,ret:%d, exit sig : %d, exit code:%d\n", ret, status&0x7F , (status>>8) &0xFF  ); //打印的分别是 id, 信号, 退出码86      }87 sleep(5);88 89 90   }91   return 0 ;92 }

在这里插入图片描述

通过收到信号判断是否异常
通过看退出码判断是否结果正确

系统当中提供了两个宏来获取退出码和退出信号
WIFEXITED(status):用于查看进程是否是正常退出,本质是检查是否收到信号
WEXITSTATUS(status):用于获取进程的退出码

exitNormal = WIFEXITED(status);  //获取退出信号,判断是否正常退出
exitCode = WEXITSTATUS(status);  //获取退出码

例如:

 1 #include<stdio.h>2 #include<unistd.h>3 #include<stdlib.h>4 #include<sys/types.h>5 #include<sys/wait.h> 6 #define N 10 7   void     Runchild ()8 {9   int cnt =5 ;10   while(1)11   {12     printf("child pid:%d ,ppid%d\n",getpid() ,getppid());13     sleep(1);14     cnt--;15   }16 }17 int main()18 {45   pid_t id = fork() ;46   if(id <0)47   {48     perror("fork");49     return 1 ;50   }51   else if( id == 0 )                                                                                                                                                                       52   {53    //child 54    55    int cnt =5 ;56    while(cnt)57    {58      printf("I am a child ,pid:%d , ppid:%d cnt: %d\n", getpid() , getppid() ,cnt);59      cnt -- ;60      sleep(1);61    }62      exit(1);63   }64    else // parent 65   {66     int cnt =10  ;67     while(cnt )68     {69      printf("I am a parent ,pid:%d , ppid:%d cnt: %d\n", getpid() , getppid() ,cnt);70      cnt -- ;71      sleep(1); 72     }73     // pid_t ret = wait(NULL);74      75    int status =0 ;//输出型参数76    //操作系统会去找对应id的子进程,并且等待该子进程,如果该子进程退出 ,操作系统会将子进程的退出信息拷贝到status指针所指向的变量当中77    pid_t  ret = waitpid( id, &status , 0 );78 79      //等待成功80      if( ret ==id ) //id是子进程的pid81      {82        //status存放的是子进程的退出信息83        //7F 0111 1111 84        //0xFF85        //printf("wait success,ret:%d, exit sig : %d, exit code:%d\n",      ret, status&0x7F , (status>>8) &0xFF  ); //打印的分别是 id, 信号, 退出码if(WIFEXITED(status) )88        {89            printf("进程是正常跑完的,退出码:%d\n",WIFEXITED(status));90        }91        else92        {93          printf("进程出异常了\n");94        }86      }87 sleep(5);88 89 90   }91   return 0 ;92 }

以下代码中同时创建了10个子进程
父进程再使用waitpid函数指定等待这10个子进程

  1 #include<stdio.h>2 #include<unistd.h>3 #include<stdlib.h>4 #include<sys/types.h>5 #include<sys/wait.h>6 #define N 10 7   void     Runchild ()8 {9   int cnt =5 ;10   while(cnt)11   {12     printf("child pid:%d ,ppid%d\n",getpid() ,getppid());13     sleep(1);14     cnt--;15   }16 }17 int main()18 {//创建多进程19   for( int i =0 ; i < N ;i ++ )20   {21     pid_t id  =  fork();22     if( id ==0  )23     {24       //子进程25       Runchild ();                                                                                                                                                                         26       exit(i);27     }28     //父进程 29     printf("create child process: %d success\n", id);30   }31 //  sleep(10);32   //多进程等待33   for( int i = 0 ; i < N  ; i++ )34   {35 //      pid_t id   =  wait(NULL);36      int status =0 ;37     pid_t id=    waitpid(-1 , &status ,0 );38 39      if( id>0 )40      {41        printf("wait %d success,exit code:%d\n", id,WEXITSTATUS(status ) )  ; //id ,退出码42      }43 44   }45 46 sleep(5);
108   return 0 ;
109 }

options:
1、options为0时,父进程阻塞等待
2、options为WNOHANG时,若等待的子进程没有结束,则waitpid函数直接返回0,不予以等待。若正常结束,则返回该子进程的pid

非阻塞轮询
options为WNOHANG时,父进程等待子进程中实现非阻塞

例如,父进程可以隔一段时间调用一次waitpid函数,若是等待的子进程尚未退出,则父进程可以先去做一些其他事,过一段时间再调用waitpid函数读取子进程的退出信息。

  1 #include<stdio.h>2 #include<unistd.h>3 #include<stdlib.h>4 #include<sys/types.h>5 #include<sys/wait.h> 6 #define N 10 7   void     Runchild ()8 {9   int cnt =5 ;10   while(cnt)11   {12     printf("child pid:%d ,ppid%d\n",getpid() ,getppid());13     sleep(1);14     cnt--;15   }16 }17 int main()18 {48  pid_t id = fork() ;49  if(id <0)50  {51    perror("fork");                                                                                                                                                                         52    return 1 ;53  }54  else if( id == 0 )55  {56   //child 57   58   int cnt =3 ;59   while(cnt)60   {61     printf("I am a child ,pid:%d , ppid:%d cnt: %d\n", getpid() , getppid() ,cnt);62     cnt -- ;63     sleep(1);64   }65     exit(11);66  }67   else // parent 68  {78   int status =0 ;//输出型参数79   //操作系统会去找对应id的子进程,并且等待该子进程,如果该子进程退出 ,操作系统会将子进程的退出信息拷贝到status指针所指向的变量当中80   while(1)  //轮询81   {82 83   pid_t  ret = waitpid( id, &status , WNOHANG ); //非阻塞等待84 85     //等待成功86     if( ret >0 ) //id是子进程的pid87     {88       //status存放的是子进程的退出信息89       //7F 0111 1111 90       //0xFF91      // printf("wait success,ret:%d, exit sig : %d, exit code:%d\n", ret, status&0x7F , (status>>8) &0xFF  ); //打印的分别是 id, 信号, 退出码92      93       if(WEXITSTATUS(status) )94       {95           printf("进程是正常跑完的,退出码:%d\n",WEXITSTATUS(status));96       }97       else 98       {99         printf("进程出异常了\n");
100       }
101        break;
102     }
103     else if ( ret< 0 ) 
104     {
105      printf("wait failed\n");
106      break;
107     }
108     else  //ret==0
109     {
110     printf("子进程还没有退出我再等等\n") ;
111     sleep(1);
112     }
113   }
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