Linux 第二十章

news/2024/12/22 13:07:31/

🐶博主主页：@ᰔᩚ. 一怀明月ꦿ 

❤️‍🔥专栏系列：线性代数，C初学者入门训练，题解C，C的使用文章，「初学」C++，linux

🔥座右铭：“不要等到什么都没有了，才下定决心去做”

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目录

return

exit()

_exit()

进程等待

什么是进程等待

为什么要进行等待

如何进行等待

在子进程运行期间，父进程有没有调用wait？在干嘛呢？

waitpid

验证一下，程序正常终止时，status低16位的高8位是退出码

验证一下，程序正常终止时，status低16位的高8位是退出码

验证一下，程序正常终止时，status低16位的高8位是退出码，低八位是退出信号

父进程如何得知子进程的退出信息呢？wait/waitpid（系统调用）​编辑

进行位运算太麻烦了，使用os自带函数验证status

创建多个子进程，通过waitpid等待子进程并回收资源

我们为什么不用全局变量获取子进程的退出信息？而用系统调用（WEXITSTATUS(status)）

waitpid中的options

return

return 是用于从函数中返回值并结束函数的执行，而 exit() 是用于终止整个程序的执行。

在其他函数进行return，表示的是函数调用的结束，main的return表示的是进程的退出

exit() 和 _exit() 都是用于退出程序的函数，但它们有一些不同之处。

exit() 函数是 C 标准库中的函数，而 _exit() 函数是 POSIX 标准中定义的函数。

exit() 函数会执行一系列清理工作，例如关闭文件流、释放内存等，然后调用标准库函数 atexit() 注册的清理函数，最后终止程序。

_exit() 函数会立即终止进程，不会执行任何清理工作，也不会调用 atexit() 注册的函数。

在使用多线程的程序中，exit() 函数会先终止所有线程，然后执行清理工作，而 _exit() 函数则会直接终止进程，不会考虑其他线程。

因此，如果需要执行一些清理工作或者确保所有线程都正常终止，可以使用 exit() 函数；如果需要立即终止程序而不执行任何清理工作，可以使用 _exit() 函数。

exit()

[BCH@hcss-ecs-6176 10_31]$ cat myprocess.c
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{printf("you can sleep me!”);\\没有\nsleep(3);exit(1);
}[BCH@hcss-ecs-6176 10_31]$ ./myprocess
you can sleep me![BCH@hcss-ecs-6176 10_31]$

_exit()

[BCH@hcss-ecs-6176 10_31]$ cat myprocess.c
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
int main()
{printf("you can sleep me!");sleep(3);_exit(1);
}[BCH@hcss-ecs-6176 10_31]$ ./myprocess
[BCH@hcss-ecs-6176 10_31]$

进程等待

之前讲过，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。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。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。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

什么是进程等待

通过wait/waitpid的方式，让父进程（一般）对子进程进行资源回收的等待过程

为什么要进行等待

1）解决子进程僵尸问题带来的泄漏问题

2）父进程为什么要创建子进程？要让子进程来完成任务。子进程将任务完成的如何，父进程要不要知道呢？——需要通过进程等待的方式，获取子进程退出的信息——那两个数字（信号和退出码）——不是必须的，但是系统需要提供这样的基础功能！

如何进行等待

wait——先验证2个问题,将子进程Z->x（x是瞬时状态）

wait只能够等待任意一个子进程

将子进程和父进程同时跑5秒，5秒后子进程结束，父进程此时sleep5秒，可以观测出此时子进程的状态是Z状态，5秒后通过wait将子进程由Z变为X状态，系统就回收了资源，再过10秒父进程退出#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
void Worker()
{int cnt=5;while(cnt--){printf("I am child process,pid: %d ,ppid :%d,cnt:%d\n",getpid(),getppid(),cnt);sleep(1);}}
int main()
{pid_t id=fork();if(id==0){//childWorker();exit(0);}else{sleep(10);//fatherpid_t rid=wait(NULL);if(rid==id){printf("wait sucess,pid:%d \n",getpid());}sleep(10);}return 0;
}[BCH@hcss-ecs-6176 10_31]$ while :; do ps ajx | head -1 && ps ajx | grep myprocess | grep -v grep; sleep 1; echo "------------------------------------------------------"; done
PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
10461  2676  2676 10461 pts/0     2676 S+    1000   0:00 ./myprocess2676  2677  2676 10461 pts/0     2676 S+    1000   0:00 ./myprocess
------------------------------------------------------PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
10461  2676  2676 10461 pts/0     2676 S+    1000   0:00 ./myprocess2676  2677  2676 10461 pts/0     2676 S+    1000   0:00 ./myprocess
------------------------------------------------------PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
10461  2676  2676 10461 pts/0     2676 S+    1000   0:00 ./myprocess2676  2677  2676 10461 pts/0     2676 S+    1000   0:00 ./myprocess
------------------------------------------------------PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
10461  2676  2676 10461 pts/0     2676 S+    1000   0:00 ./myprocess2676  2677  2676 10461 pts/0     2676 S+    1000   0:00 ./myprocess
------------------------------------------------------PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
10461  2676  2676 10461 pts/0     2676 S+    1000   0:00 ./myprocess2676  2677  2676 10461 pts/0     2676 S+    1000   0:00 ./myprocess
------------------------------------------------------PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
10461  2676  2676 10461 pts/0     2676 S+    1000   0:00 ./myprocess2676  2677  2676 10461 pts/0     2676 Z+    1000   0:00 [myprocess] <defunct>
------------------------------------------------------PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
10461  2676  2676 10461 pts/0     2676 S+    1000   0:00 ./myprocess2676  2677  2676 10461 pts/0     2676 Z+    1000   0:00 [myprocess] <defunct>
------------------------------------------------------PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
10461  2676  2676 10461 pts/0     2676 S+    1000   0:00 ./myprocess2676  2677  2676 10461 pts/0     2676 Z+    1000   0:00 [myprocess] <defunct>
------------------------------------------------------PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
10461  2676  2676 10461 pts/0     2676 S+    1000   0:00 ./myprocess2676  2677  2676 10461 pts/0     2676 Z+    1000   0:00 [myprocess] <defunct>
------------------------------------------------------PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
10461  2676  2676 10461 pts/0     2676 S+    1000   0:00 ./myprocess2676  2677  2676 10461 pts/0     2676 Z+    1000   0:00 [myprocess] <defunct>
------------------------------------------------------PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
10461  2676  2676 10461 pts/0     2676 S+    1000   0:00 ./myprocess
------------------------------------------------------PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
10461  2676  2676 10461 pts/0     2676 S+    1000   0:00 ./myprocess
------------------------------------------------------PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
10461  2676  2676 10461 pts/0     2676 S+    1000   0:00 ./myprocess
------------------------------------------------------PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
10461  2676  2676 10461 pts/0     2676 S+    1000   0:00 ./myprocess
------------------------------------------------------PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
10461  2676  2676 10461 pts/0     2676 S+    1000   0:00 ./myprocess
------------------------------------------------------PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
10461  2676  2676 10461 pts/0     2676 S+    1000   0:00 ./myprocess
------------------------------------------------------PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
10461  2676  2676 10461 pts/0     2676 S+    1000   0:00 ./myprocess
------------------------------------------------------PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
10461  2676  2676 10461 pts/0     2676 S+    1000   0:00 ./myprocess
------------------------------------------------------PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
10461  2676  2676 10461 pts/0     2676 S+    1000   0:00 ./myprocess
------------------------------------------------------PPID   PID  PGID   SID TTY      TPGID STAT   UID   TIME COMMAND
10461  2676  2676 10461 pts/0     2676 S+    1000   0:00 ./myprocess
------------------------------------------------------

在子进程运行期间，父进程有没有调用wait？在干嘛呢？

如果子进程没有退出，父进程必须在wait进行阻塞等待。直到子进程僵尸，wait自动回收，返回

一般而言，谁先运行不知道，但是最后一般都是父进程最后退出！

waitpid

waitpid() 是一个系统调用，用于等待指定进程的状态发生变化并获取相关信息。它的原型是：

#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);pid 参数指定要等待的进程ID：
如果 pid > 0，则等待指定进程ID等于 pid 的子进程。
如果 pid == -1，则等待任意子进程。
如果 pid == 0，则等待和调用进程属于同一个进程组的任意子进程。
如果 pid < -1，则等待和进程组ID等于 pid 的任意子进程。status 参数是一个整型指针，用于存储子进程的退出状态信息。options 参数用于指定等待选项，常见的选项有：WNOHANG：如果没有子进程退出或状态发生改变，则立即返回，不阻塞当前进程。WUNTRACED：也等待已经停止的子进程状态改变。

waitpid() 函数会阻塞当前进程，直到指定的子进程之一退出或状态发生改变。如果指定了 status 参数，它将会被更新以反映子进程的退出状态信息。如果成功等待到子进程退出，返回值是子进程的进程ID；如果发生错误，返回值是 -1。

事例

BCH@hcss-ecs-6176 10_31]$ cat myprocess.c
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
void Worker()
{int cnt=5;while(cnt--){printf("I am child process,pid: %d ,ppid :%d,cnt:%d\n",getpid(),getppid(),cnt);sleep(1);}
}
int main()
{pid_t id=fork();//子进程if(id==0){//childWorker();exit(10);}else{//fatherint status=0;//记录printf("wait before\n");pid_t rid=waitpid(id,&status,0);//传入status的地址printf("wait after\n");if(rid==id){printf("wait sucess,pid:%d ,status:%d \n",getpid(),status);}sleep(10);}return 0;
}[BCH@hcss-ecs-6176 10_31]$ ./myprocess
wait before
I am child process,pid: 18911 ,ppid :18910,cnt:4
I am child process,pid: 18911 ,ppid :18910,cnt:3
I am child process,pid: 18911 ,ppid :18910,cnt:2
I am child process,pid: 18911 ,ppid :18910,cnt:1
I am child process,pid: 18911 ,ppid :18910,cnt:0
wait after
wait sucess,pid:18910 ,status:2560//status并不是子进程exit的10status是一个整数，32bit，低16位

验证一下，程序正常终止时，status低16位的高8位是退出码

[BCH@hcss-ecs-6176 10_31]$ cat myprocess.c
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
void Worker()
{int cnt=5;while(cnt--){printf("I am child process,pid: %d ,ppid :%d,cnt:%d\n",getpid(),getppid(),cnt);sleep(1);}}int main()
{pid_t id=fork();if(id==0){//childWorker();exit(10);//这里10是自己定义的，所以子进程的退出码为10时时正确的}else{//fatherint status=0;printf("wait before\n");pid_t rid=waitpid(id,&status,0);printf("wait after\n");if(rid==id){printf("wait sucess,pid:%d ,rid:%d,status:%d,exit sign:%d,exit code:%d \n",getpid(),rid,status,status&0x7F,(status>>8)&0xFF);}}return 0;
}[BCH@hcss-ecs-6176 10_31]$ ./myprocess
wait before
I am child process,pid: 18357 ,ppid :18356,cnt:4
I am child process,pid: 18357 ,ppid :18356,cnt:3
I am child process,pid: 18357 ,ppid :18356,cnt:2
I am child process,pid: 18357 ,ppid :18356,cnt:1
I am child process,pid: 18357 ,ppid :18356,cnt:0
wait after
wait sucess,pid:18356 ,rid:18357,status:2560,exit sign:0,exit code:10status&0x7F
0000 1010 0000 0000    :status低16位
0000 0000 0111 1111    ：0x7F
0000 0000 0000  000    ：status&0x7F(status>>8)&0xFF
0000 1010 0000 0000    ：status低16位
0000 0000 0000 1010    ：status>>8
0000 0000 1111 1111    ：0xFF
0000 0000 0000 1010    ：(status>>8)&0xFF

验证一下，程序正常终止时，status低16位的高8位是退出码

[BCH@hcss-ecs-6176 10_31]$ cat myprocess.c
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
void Worker()
{int cnt=5;while(cnt--){printf("I am child process,pid: %d ,ppid :%d,cnt:%d\n",getpid(),getppid(),cnt);sleep(1);}
}int main()
{pid_t id=fork();if(id==0){//childWorker();exit(1);//这里1是自己定义的，所以子进程的退出码为1时错误的}else{//fatherint status=0;printf("wait before\n");pid_t rid=waitpid(id,&status,0);printf("wait after\n");if(rid==id){printf("wait sucess,pid:%d ,rid:%d,status:%d,exit sign:%d,exit code:%d \n",getpid(),rid,status,status&0x7F,(status>>8)&0xFF);}}return 0;
}[BCH@hcss-ecs-6176 10_31]$ ./myprocess
wait before
I am child process,pid: 3504 ,ppid :3503,cnt:4
I am child process,pid: 3504 ,ppid :3503,cnt:3
I am child process,pid: 3504 ,ppid :3503,cnt:2
I am child process,pid: 3504 ,ppid :3503,cnt:1
I am child process,pid: 3504 ,ppid :3503,cnt:0
wait after
wait sucess,pid:3503 ,rid:3504,status:256,exit sign:0,exit code:1

验证一下，程序正常终止时，status低16位的高8位是退出码，低八位是退出信号

[BCH@hcss-ecs-6176 10_31]$ cat myprocess.c
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
void Worker()
{int cnt=5;while(cnt--){printf("I am child process,pid: %d ,ppid :%d,cnt:%d\n",getpid(),getppid(),cnt);sleep(1);int a=10;a/=0;}
}int main()
{pid_t id=fork();if(id==0){//childWorker();exit(1);//这里1是自己定义的，所以子进程的退出码为1时错误的}else{//fatherint status=0;printf("wait before\n");pid_t rid=waitpid(id,&status,0);printf("wait after\n");if(rid==id){printf("wait sucess,pid:%d ,rid:%d,status:%d,exit sign:%d,exit code:%d \n",getpid(),rid,status,status&0x7F,(status>>8)&0xFF);}}return 0;
}[BCH@hcss-ecs-6176 10_31]$ ./myprocess
wait before
I am child process,pid: 9439 ,ppid :9438,cnt:4
wait after
wait sucess,pid:9438 ,rid:9439,status:8,exit sign:8,exit code:0//退出信号为8

当一个进程异常了（收到信号），exit code（退出码）还有意义吗？

是没有意义的，所以退出码就不需要关心是多少了

有没有收到信号怎么判定？

只需要判断exit sign是否为0

父进程如何得知子进程的退出信息呢？wait/waitpid（系统调用）

进行位运算太麻烦了，使用os自带函数验证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）[BCH@hcss-ecs-6176 10_31]$ cat myprocess.c
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
void Worker()
{int cnt=5;while(cnt--){printf("I am child process,pid: %d ,ppid :%d,cnt:%d\n",getpid(),getppid(),cnt);sleep(1);}
}
int main()
{pid_t id=fork();if(id==0){//childWorker();exit(1);}else{//fatherint status=0;printf("wait before\n");//pid_t rid=wait(NULL);pid_t rid=waitpid(id,&status,0);printf("wait after\n");if(rid==id){//printf("wait sucess,pid:%d ,rid:%d,status:%d,exit sign:%d,exit code:%d \n",getpid(),rid,status,status&0x7F,(status>>8)&0xFF);if(WIFEXITED(status)){printf("child process normal quit,exit code:%d\n",WEXITSTATUS(status));}else{printf("child process quit except!\n");}}sleep(10);}return 0;
}[BCH@hcss-ecs-6176 10_31]$ ./myprocess
wait before
I am child process,pid: 28038 ,ppid :28037,cnt:4
I am child process,pid: 28038 ,ppid :28037,cnt:3
I am child process,pid: 28038 ,ppid :28037,cnt:2
I am child process,pid: 28038 ,ppid :28037,cnt:1
I am child process,pid: 28038 ,ppid :28037,cnt:0
wait after
child process normal quit,exit code:1

创建多个子进程，通过waitpid等待子进程并回收资源

[BCH@hcss-ecs-6176 10_31]$ cat myprocess.c
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
void Worker(int i)
{int cnt=10;while(cnt--){printf("I am child:%d process,pid: %d ,ppid :%d,cnt:%d\n",i,getpid(),getppid(),cnt);sleep(1);}}const int n=10;//创建子进程的个数
int main()
{int i=0;for(i=0;i<n;i++){pid_t id=fork();if(id==0){Worker(i);exit(i);//每一个子进程的退出码，设置为创建时的编号}}//如何等待多个进程for(i=0;i<n;i++){int status=0;pid_t rid=waitpid(-1,&status,0);//pid 等于-1时，表示任意一个子进程退出if(rid>0){printf("wait child : %d success,exit code:%d\n",rid,WEXITSTATUS(status));//查看每一个子进程的退出码              }}return 0;
}[BCH@hcss-ecs-6176 10_31]$ ./myprocess
I am child:0 process,pid: 3729 ,ppid :3728,cnt:9//红色表示的是子进程的编号
I am child:2 process,pid: 3731 ,ppid :3728,cnt:9
I am child:4 process,pid: 3733 ,ppid :3728,cnt:9
I am child:5 process,pid: 3734 ,ppid :3728,cnt:9
I am child:1 process,pid: 3730 ,ppid :3728,cnt:9
I am child:3 process,pid: 3732 ,ppid :3728,cnt:9
I am child:7 process,pid: 3736 ,ppid :3728,cnt:9
I am child:6 process,pid: 3735 ,ppid :3728,cnt:9
I am child:8 process,pid: 3737 ,ppid :3728,cnt:9
I am child:9 process,pid: 3738 ,ppid :3728,cnt:9
I am child:0 process,pid: 3729 ,ppid :3728,cnt:8
I am child:2 process,pid: 3731 ,ppid :3728,cnt:8
I am child:4 process,pid: 3733 ,ppid :3728,cnt:8
I am child:5 process,pid: 3734 ,ppid :3728,cnt:8
I am child:1 process,pid: 3730 ,ppid :3728,cnt:8
I am child:3 process,pid: 3732 ,ppid :3728,cnt:8
I am child:7 process,pid: 3736 ,ppid :3728,cnt:8
I am child:6 process,pid: 3735 ,ppid :3728,cnt:8
I am child:8 process,pid: 3737 ,ppid :3728,cnt:8
I am child:9 process,pid: 3738 ,ppid :3728,cnt:8
I am child:0 process,pid: 3729 ,ppid :3728,cnt:7
I am child:2 process,pid: 3731 ,ppid :3728,cnt:7
I am child:4 process,pid: 3733 ,ppid :3728,cnt:7
I am child:5 process,pid: 3734 ,ppid :3728,cnt:7
I am child:1 process,pid: 3730 ,ppid :3728,cnt:7
I am child:3 process,pid: 3732 ,ppid :3728,cnt:7
I am child:7 process,pid: 3736 ,ppid :3728,cnt:7
I am child:8 process,pid: 3737 ,ppid :3728,cnt:7
I am child:6 process,pid: 3735 ,ppid :3728,cnt:7
I am child:9 process,pid: 3738 ,ppid :3728,cnt:7
I am child:0 process,pid: 3729 ,ppid :3728,cnt:6
I am child:2 process,pid: 3731 ,ppid :3728,cnt:6
I am child:4 process,pid: 3733 ,ppid :3728,cnt:6
I am child:5 process,pid: 3734 ,ppid :3728,cnt:6
I am child:1 process,pid: 3730 ,ppid :3728,cnt:6
I am child:3 process,pid: 3732 ,ppid :3728,cnt:6
I am child:7 process,pid: 3736 ,ppid :3728,cnt:6
I am child:8 process,pid: 3737 ,ppid :3728,cnt:6
I am child:6 process,pid: 3735 ,ppid :3728,cnt:6
I am child:9 process,pid: 3738 ,ppid :3728,cnt:6
I am child:0 process,pid: 3729 ,ppid :3728,cnt:5
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I am child:5 process,pid: 3734 ,ppid :3728,cnt:5
I am child:1 process,pid: 3730 ,ppid :3728,cnt:5
I am child:7 process,pid: 3736 ,ppid :3728,cnt:5
I am child:3 process,pid: 3732 ,ppid :3728,cnt:5
I am child:8 process,pid: 3737 ,ppid :3728,cnt:5
I am child:6 process,pid: 3735 ,ppid :3728,cnt:5
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I am child:8 process,pid: 3737 ,ppid :3728,cnt:4
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I am child:7 process,pid: 3736 ,ppid :3728,cnt:0
I am child:8 process,pid: 3737 ,ppid :3728,cnt:0
I am child:1 process,pid: 3730 ,ppid :3728,cnt:0
I am child:6 process,pid: 3735 ,ppid :3728,cnt:0
I am child:9 process,pid: 3738 ,ppid :3728,cnt:0
wait child : 3729 success,exit code:0
wait child : 3730 success,exit code:1
wait child : 3731 success,exit code:2
wait child : 3732 success,exit code:3
wait child : 3733 success,exit code:4
wait child : 3734 success,exit code:5
wait child : 3735 success,exit code:6
wait child : 3736 success,exit code:7
wait child : 3737 success,exit code:8
wait child : 3738 success,exit code:9可以发现子进程并不是按照创建的顺序被调度的

我们为什么不用全局变量获取子进程的退出信息？而用系统调用（WEXITSTATUS(status)）

进程具有独立性，父进程无法直接获得子进程的退出信息

waitpid中的options

  🌸🌸🌸如果大家还有不懂或者建议都可以发在评论区，我们共同探讨，共同学习，共同进步。谢谢大家！ 🌸🌸🌸 


http://www.ppmy.cn/news/1455940.html

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