进程控制

目录

进程创建

fork函数

写时拷贝

进程终止

进程退出场景

进程常见退出方法

进程等待

进程等待的必要性

进程等待的方法

wait方法

waitpid方法

获取子进程status

等待行为options

进程替换

各类程序替换函数的使用

命名理解

execl函数

execv函数

execlp函数

execvp函数

execle函数

execve函数

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进程创建

fork函数

在linux中fork函数是非常重要的函数，它从已存在进程中创建一个新进程。新进程为子进程，而原进程为父进程。

返回值：创建失败返回-1；创建成功给父进程返回子进程的id，给子进程返回0

fork之前父进程独立执行，fork之后，父子两个执行流分别执行。注意，fork之后，谁先执行完全由调度器决定。

写时拷贝

通常，父子代码共享，父子再不写入时，数据也是共享的，当任意一方试图写入，便以写时拷贝的方式各自一份副本。

进程终止

进程退出场景

main函数的return值是进程的退出码。0：success    !0：failed

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（程序崩溃，退出码也变得没有了意义）

打印退出码如下：

 

 

我们可以看见，不同的退出码对应不同的信息。

异常退出： ctrl + c，信号终止

进程常见退出方法

正常终止（可以通过 echo $? 查看进程退出码）：

1. 从main函数return，代表进程退出 

2. 任何地方调用exit，都代表终止进程，参数是退出码

3. _exit终止进程，但是不会进行进程的后续收尾工作，比如刷新缓冲区。 

这里我们打印“hello World!”这个字符串，没有带换行，也就是这个字符串 暂时被保存在缓冲区里边的。这里使用_exit(退出码)是不会由任何结果的，因为它直接退出程序，不会为进程处理任何后续工作。使用exit(退出码)却能打印出来，因为他会为进程处理后续的工作，比如刷新缓冲区。

进程等待

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、进程一旦变成僵尸状态，那就刀枪不入，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、父进程派给子进程的任务完成的如何，我们需要知道。比如，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 

5、可以保证时序问题，子进程先退出，父进程后退出

进程等待的方法

wait方法

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返回值： 成功返回被等待进程pid，失败返回-1。

参数： 输出型参数，获取子进程退出状态,不关心则可以设置成为NULL

执行下边代码

下边是监控打印结果：

 这里演示了父进程等待回收子进程的全过程。

waitpid方法

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,等待任意一个子进程。与wait等效。

                Pid>0.等待指定进程。

        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。

复用刚刚的代码依旧可以完成子进程回收。

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。

如果传递NULL，表示不关心子进程的退出状态信息。

否则，操作系统会根据该参数，将子进程的退出信息反馈给父进程。

status不能简单的当作整形来看待，可以当作位图来看待，具体细节如下图（只研究status低16比特 位）：

等待行为options

0：默认行为，阻塞等待。WNOHANG：非阻塞等待

非阻塞等待：可能需要多次检测。

进程替换

进程不变，仅仅替换当前进程的代码和数据的技术叫做进程的程序替换

程序替换的本质就是把指定的进程+数据，加载进特定进程的上下文中！

 但是，我们知道父子进程的代码是共享的。这里解释一下：父子进程代码共享的前提是代码没有发生改变。如果发生了改变，是会发生写时拷贝的。

这些函数如果调用成功则加载新的程序从启动代码开始执行,不再返回。

如果调用出错则返回-1

所以exec函数只有出错的返回值而没有成功的返回值。

比如下类代码

 

各类程序替换函数的使用

其实有六种以exec开头的函数,统称exec函数：

命名理解

        · l(list) : 表示参数采用列表

        · v(vector) : 参数用数组

        · 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

execl函数

 执行结果如下

execv函数

execv函数和execl函数其实没有什么区别。就是传递参数的方式不一样。execl函数使用可变参数列表传参，execv函数使用指针数组传参。

 执行代码如下：

执行结果

 

execlp函数

执行代码：

 

execvp函数

执行代码：

 

execle函数

 执行代码

execve函数

执行代码：