进程控制【Linux】

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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 $?

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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

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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     }
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