Linux 退出进程和销毁进程

退出进程

在 Linux 中，共有 8 种进程的退出方法，包括 5 种正常的方法和 3 种异常的方法。

通常来说 Linux 的应用代码会调用 exit 系列函数来退出一个进程。

#include
#include
void exit(int status);
void _exit(int status);
void _Exit(int status);

exit 系列函数没有返回值，使用一个终止状态的整型变量作为参数，Linux 内核会对这个终止状态进行检查：当异常终止时，Linux 内核会直接产生一个终止状态字，描述异常终止的原因，可以通过 wait 或者 waitpid 函数来获得终止状态字；父进程也可以通过检查终止状态来获得子进程的状态。

如果是以下三种状态：

• 在调用 exit 系列函数的时候不带终止状态。
• main 函数执行了一个无返回值的 return。
• main 函数的返回值不是一个整型。

则 Linux 会认为该进程的终止状态是未定义的。
如果 main 函数的返回值定义为整型并且 main 函数是执行到最后一条语句返回， 则该进程的终止状态是0。

在 main 函数中调用 return 语句返回，绝大多数等效于调用 exit 系列函数。

这两个函数的调用过程如图

• _exit 函数：直接使进程停止运行，清除其使用的内存空间，清除其在内核中的各种数据结构。
• exit 函数：在 _exit 函数的基础上做了一些包装，在执行退出之前加了若干道工序。

这两个函数的最大区别在于：前者在调用之前要检查文件的打开情况，把文件缓冲区中的内容写回文件；后者直接使进程停止运行，清除其使用的内存空间，销毁其在内核中的各种数据结构，即图中的 “清理 I/O 缓冲” 一项。

销毁进程

当一个进程使用 exit 系列函数退出时，会在内存中保留部分数据以供父进程查询，同时也会产生一个终止状态字，然后 Linux 内核会发出一个SIGCHLD 信号通知父进程，因为子进程的结束对于父进程是异步的，所以这个 SIGCHLD 信号对于父进程也是异步的，父进程可以不响应。

父进程对于退出之后的子进程的默认状态是不处理的，但是这样会导致系统中的僵尸进程浪费了系统资源，此时应该调用 wait 函数或 waitpid 函数对这些僵尸进程进行处理。

在调用 wait 或者 waitpid 函数之后可能存在如下三种情况:

• 如果该父进程的所有子进程都还在运行，则阻塞父进程自身以等待子进程的运行结束。.
• 如果有一个子进程已经结束， 则父进程取得该子进程的终止状态，并且立即返回。
• 如果该父进程没有任何子进程，则立即出错返回。

对 wait 和 waitpid 函数的标准调用格式说明如下：

#include 
#include 
pid_t wait(int *status);
pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);

1. wait函数

• 如果 wait 函数调用成功则返回子进程的标识符，如果失败则返回-1。
• 其中参数 status 是一个整型指针，可以用于存放子进程的终止状态，也可以定义为一个空指针。
• wait 函数和 waitpid 函数不同，在有一个子进程终止之前，wait 函数让父进程阻塞以等待子进程退出，而 waitpid 有一个参数可以让父进程不阻塞，并且在一个父进程有多个子进程的情况下，如果其中有一个子进程退出则会返回该子进程的进程标识符。

wait 函数返回的终止状态的宏

宏	说明
WIFEXITED(status)	当子进程正常结束时返回为真
WIFSIGNALED(status)	当子进程异常结束时返回为真
WEXITSTATUS(status)	当WIFEXITED(status)为真时调用，返回状态字的低8位
WTERMSIG(status)	当WIFSIGNALED(status)为真时调用，返回引起终止的信号代号

2. waitpid 函数

在使用 wait 函数的时候，如果父进程的任何一个子进程返回则 wait 函数返回，而 waitpid 函数可以通过参数来指定需要等待的子进程。

waitpid 函数的参数 pid 用于对子进程进行相应的筛选。

• pid > 0：只等待进程 ID 为 pid 的子进程，不管其他已经有多少子进程运行结束退出了，只要指定的子进程还没有结束，waitpid 就一直等待下去。
• pid = -1：等待任何一个子进程退出，没有任何限制，此时 waitpid 等价于 wait。
• pid = 0：等待同一个进程组中的任何子进程，如果某一子进程已经加入了其他进程组，则 waitpid 不会对它做任何理睬。
• pid < -1：等待一个指定进程组中的任何子进程，这个进程组的 ID 等于 pid 的绝对值。

waitpid 函数的参数 options 用于进一步控制 waitpid 函数的操作，其可以是0，也可以是 WNOHANG 和 WUNTRACED 两个选项之一，或者是使用 “I” 符号连接的“或”操作。

• WNOHANG：如果由 pid 指定的子进程并不是立即可用的，则 waitpid 函函数不阻塞，此时返回“0”。
• WUNTRACED：如果其实现支持作业控制，而由 pid 指定的任意子进程已经处于暂停状态，并且未报告过，则返回其状态。

对于 waitpid 函数而言，如果指定的进程或者进程组不存在，或者参数 pid 指定的进程不是父进程所调用的子进程，都会出错。

总体而言，waitid 函数提供了 wait 函数所没有的如下三个功能：

• 能够等待指定的一个进程结束。
• 能够不阻塞父进程获得子进程的状态。
• 支持作业控制。

使用 waitpid 函数退出进程

#include                                                                                                                                                    #include 
#include 
#include 
#include 
#include 
int main()
{
    pid_t pid;
    if((pid=fork())<0)  //创建子进程失败
    {
        perror("创建子进程失败！\n");
        exit(0);
    }
    else if(pid==0)  //进入子进程
    {
        if((pid=fork())<0)
        {
            perror("创建子进程失败！\n");
            exit(0);
        }
        else if(pid>0)
        {
            exit(0);
        }
        else
        {
            sleep(2);
            printf("这是第二个子进程，parent pid=%d\n",getppid());
            exit(0);
        }
    }  
    if(waitpid(pid,NULL,0)!=pid)
    {
        perror("waitpid 销毁进程失败！\n");
        exit(0);
    }
    exit(0);
}

编译运行，可以看到在退出了第2个子进程后会停止运行一直等待，此时可以使用 ctrl + c 退出。

[cassie@localhost 练习]$ gcc waitpid.c -o waitpid
[cassie@localhost 练习]$ ./waitpid
[cassie@localhost 练习]$ 这是第二个子进程，parent pid=1
^C