【Linux】进程退出和进程等待

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一、进程退出

1. 什么是进程的退出

进程的退出是指进程结束运行并释放资源的过程。进程的退出可以分为
以下三种情况：

• 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

2. 进程退出方法

正常退出：进程成功完成了它的任务，或者主动调用了退出函数。

1. 从main函数return
2. 调用exit()函数
3. 调用_exit()函数

异常退出：进程由于遇到了错误，或者收到了终止信号，或者被其他进程杀死，而非自愿地结束运行。

ctrl + c，信号终止

3. exit()和_exit(）

#include 
void exit(int status);

#include 
void _exit(int status);

1. exit()函数的参数是一个整数，表示进程的退出状态，一般0表示正常退出，非0表示异常退出。_exit()函数的参数也是一个整数，表示进程的终止信号，一般9表示SIGKILL，15表示SIGTERM等。
2. exit()是库函数，_exit()是系统调用
3. exit()终止进程的时候，会自动刷新缓冲区。_exit()终止进程的时候，不会自动刷新缓冲区。

4. return退出

return是一种更常见的退出进程方法。执行return n等同于执行exit(n),因为调用main的运行时函数会将main的返回值当做 exit的参数。
需要注意的是，exit()和_exit()在程序中任意位置调用，都会立刻结束进程。而使用return只有在主函数内才会结束进程。

5. 为什么关注进程的退出

进程的退出对于系统的稳定性和资源的管理是非常重要的。如果进程退出后没有被正确地处理，可能会导致以下一些问题：

• 僵尸进程：如果进程的父进程没有及时地回收进程的退出状态，那么进程就会变成僵尸进程，占用系统的进程表空间，造成资源的浪费。
• 孤儿进程：如果进程的父进程先于进程退出，那么进程就会变成孤儿进程，被 init 进程接管，失去了原来的父子关系，可能影响进程的正常运行。
• 内存泄漏：如果进程在退出前没有释放它申请的动态内存，那么这些内存就会一直被占用，无法被其他进程使用，造成内存的浪费。
• 文件锁定：如果进程在退出前没有解除它对文件的锁定，那么这些文件就会一直被锁定，无法被其他进程访问，造成文件的不可用。

二、进程等待

1.进程等待的必要性

前面讲到了我们为什么需要关注进程的退出，那么如何正确地处理进程的退出呢？——进程等待
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。

2. 进程等待的方式

2.1 wait方法

等待任意一个子进程退出，并获取其退出状态。

#include
#include

pid_t wait(int*status);

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

2.2 waitpid方法

等待指定的一个或多个子进程退出，并获取其退出状态。

#include
#include

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:
  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。

可以通过下面的宏来获取进程状态：
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:
  0：阻塞等待，与wait相同
  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。即以非阻塞方式等待。

// 与wait是等效的
waitpid(-1, int *status, 0)

如果子进程已经退出，调用wait/waitpid时，wait/waitpid会立即返回，并且释放资源，获得子进程退出信息。
如果在任意时刻调用wait/waitpid，子进程存在且正常运行，则进程可能阻塞。
如果不存在该子进程，则立即出错返回。

3. 进程退出状态

前面介绍的两种方法wait和waitpid都有status这个参数，即为进程退出状态。

• 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，我们只关注status的低十六位。
低十六位又可以分为低八位和高八位。

• 低八位：如果子进程是正常退出的，那么这八位表示子进程的退出码，即子进程调用退出函数时传递的参数，一般用于表示子进程的运行结果，如 0 表示成功，非 0 表示失败。如果子进程是异常退出的，那么这八位表示子进程收到的终止信号的编号，如 9 表示 SIGKILL，15 表示 SIGTERM 等。
• 高八位:如果子进程是异常退出的，且由于收到的信号而产生了核心转储文件，那么这八位的最高位会被置为 1，表示子进程已经转储了核心。其他情况下，这八位都为 0。

我们可以通过WIFEXITED(status)和 WEXITSTATUS(status)来解析进程退出状态。

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