Linux-进程控制-linux运维-PHP中文网

前言：

进程控制不仅仅是管理程序的执行顺序，还涉及到资源的分配等问题，那么话不多说，开始我们今天的话题！

?进程退出函数✈️exit函数

上次我们说到，进程退出时，都会返回一个退出码，用来表示进程退出的状态，而在更前面，我们曾经说过exit函数用来退出进程：

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<code class="javascript">  1 #include<stdio.h>  2 #include<stdlib.h>  3 #include<unistd.h>  4   5 int main()  6 {  7     while(1)  8     {  9         printf("I'm a process, pid=%d\n", getpid()); 10         sleep(1); 11  12         exit(3); 13     } 14     return 0; 15 }</code>

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进程退出函数exit，函数参数可作为进程退出状态：

eixt：退出进程 status：进程退出状态退出码。

✈️_exit函数

这是man手册里的_exit()，我们通过下面这段代码测试一下他们功能有何异同：

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<code class="javascript">#include<stdio.h>#include<string.h>#include<errno.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>void Print(){    printf("hello Print\n");    _exit(4);}int main(){    while(1)    {        printf("I am a process: %d\n", getpid());        sleep(1);        Print(1);        //exit(3);放出另外一个_exit，反之则放出exit关闭_exit    }    return 0;}</code>

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这是注释掉了exit()，调用Print函数的_exit()的结果。

这是注释掉Print函数内的_exit，使用exit()函数返回的结果。

从此看来我们并没有发现什么不同之处，返回的错误码也没问题。他们的区别可以通过一下代码分析：

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<code class="javascript">#include<stdio.h>#include<string.h>#include<errno.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>int main(){    printf("hello guy\n");    sleep(1);    exit(1);    return 0;}</code>

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exit函数返回的结果符合我们的预期，如果把打印的\n删除：

也没什么问题，但是如果换成_exit函数：

从这里可以看到，当_exit函数遇到像printf打印却没有换行符的时候，就不能正确打印出自己想要的数据。

区别： exit是用来终止进程的，exit(退出码)，在我们进程的任何地方调用exit() 都表示进程退出，而_exit与exit的区别就是，exit() 会刷新缓冲区(以后会详谈)。

实际上，_exit()函数是Linux下的一种系统调用，为什么要存在exit() 和 _exit() 两个不同的接口呢？exit() 函数是语言层面的封装，使用这种封装的好处就是语言具有跨平台、可移植性。

不同系统、平台可能给你提供的系统调用不相同，但是在语言层的封装却都是相同的，所以 C语言具有可移植性、跨平台性。

?进程等待

我们之前说过，如果一个进程变僵尸那么使用kill -9也无能为力，造成僵尸的原因就是子进程退出了，父进程并没有将资源回收所导致的，所以系统提供了一些系统调用，通过父进程等待的方式获取子进程退出信息。

✈️wait接口

在Linux中，为了防止进程变僵尸，系统系统了这样一个接口 wait()：

wait接口是用来回收子进程资源的一个接口，我们看到wait接口的参数是一个指针，这其实是一个输出型参数，我们现将其设置为 NULL。

接口功能：

我们通过代码来认识一下它的功能：

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<code class="javascript">#include<stdio.h>#include<stdlib.h> #include<unistd.h>#include<sys/wait.h>#include<sys/types.h>int main(){    pid_t id = fork();    if(id == 0)    {        //child        int cnt = 5;        while(cnt)        {            printf("child is running, pid: %d, ppid: %d\n", getpid(), getppid());            sleep(1);            cnt--;        }        printf("child prepare for exit, will be ZM!\n");        exit(0);    }    printf("father is sleep...\n");    sleep(10);    printf("father start recycle\n");    //father    pid_t rid = wait(NULL);    if(rid > 0)    {        printf("wait sucess, rid: %d\n", rid);    }    printf("father get source sucess!\n");    sleep(3);    return 0;}</code>

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图中画的红色框框表示僵尸了一段时间，而当父进程开始回收之后，子进程的僵尸状态就没有了。

由此我们可以间接得出，fork之后，父进程一定要最后退出！

✈️waitpid接口

Linux也提供了wait方式来获取子进程退出信息的接口 waitpid()：

其中waitpid返回值与wait的返回值含义相同，第一个参数的pid有很多种表示方法，但是常见的表示有这两种：

pid参数意义：

status同样是一个输出型参数。options有两种传值，一种是0，一种是非阻塞，我们目前将其设置为0表示阻塞状态。

通过下面代码感受getpid()：

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<code class="javascript">#include<stdio.h>#include<stdlib.h> #include<unistd.h>#include<sys/wait.h>#include<sys/types.h>int main(){    pid_t id = fork();    if(id == 0)    {        //child        int cnt = 5;        while(cnt)        {            printf("child is running, pid: %d, ppid: %d\n", getpid(), getppid());            sleep(1);            cnt--;        }        exit(1);    }    //father    int status = 0;    pid_t rid = waitpid(id, &status, 0);//阻塞等待    if(rid > 0)    {        printf("wait sucess, rid: %d  status: %d\n", rid, status);//查看rid和status    }    return 0;}</code>

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我们给status的初始值为0，但是这里却变成了256。这里的status并不是指单纯的整数，与进程的退出码和退出信号有关，而其存储形式类似于位图的存储：

我们只看比特位的后十六位：

中间有一个名为core dump的比特位我们在信号部分在详谈。

所以我们status为什么是256其实就很简单了：

✈️导出错误码

上面说了status的最后16位比特位有效，并且这十六位由退出码和信号编号所组成，所以我们可以使用位运算的方式将退出码和退出信号提取出来：

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<code class="javascript">#include<stdio.h>#include<stdlib.h> #include<unistd.h>#include<sys/wait.h>#include<sys/types.h>int main(){    pid_t id = fork();    if(id == 0)    {        //child        int cnt = 50;        while(cnt)        {            printf("child is running, pid: %d, ppid: %d\n", getpid(), getppid());            cnt--;            sleep(1);        }        exit(0);    }    //father    int status = 0;    pid_t rid = waitpid(id, &status, 0);    if(rid > 0)    {      //status & 0x7F: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 1111        printf("wait sucess, rid: %d  status: %d  exit signo%d  exit code: %d\n", rid, status, status&0x7F, (status>>8)&0xFF);    }    return 0;}</code>

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使用了kill -9得出的退出信号就是9，进程被杀死退出码为0。如果在代码中出现了逻辑错误，比如除零错误：

还有类似空指针等情况，有兴趣可以自己尝试，这里就不在试了。

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实际上，Linux给我们提供了两个常见的宏定义：

有了这些宏，我们就不用那么麻烦直接使用位操作了，我们可以直接使用对应的宏：

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<code class="javascript">#include<stdio.h>#include<stdlib.h> #include<unistd.h>#include<sys/wait.h>#include<sys/types.h>int main(){    pid_t id = fork();    if(id == 0)    {        //child        int cnt = 5;        while(cnt)        {            printf("child is running, pid: %d, ppid: %d\n", getpid(), getppid());            cnt--;            sleep(1);        }        exit(123);    }    //father    int status = 0;    pid_t rid = waitpid(id, &status, 0);    if(rid > 0)    {      //status & 0x7F: 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0111 1111       // printf("wait sucess, rid: %d  status: %d  exit signo%d  exit code: %d\n", rid, status, status&0x7F, (status>>8)&0xFF);        if(WIFEXITED(status))//使用宏定义        {             printf("wait sucess, rid: %d  status: %d  exit code: %d\n", rid, status, WEXITSTATUS(status));        }        else         {            printf("child process error!\n");        }    }    return 0;}</code>

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源码中的status：

✈️阻塞与非阻塞

我们前面代码所采用的等待方式均为阻塞等待，即在回收子进程的资源之前，父进程什么事情可不干，可以用grep 查询：

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<code class="javascript">ps ajx | grep -i mybin#查询当前进程状态</code>

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既然有阻塞，也必然有非阻塞：

表1 阻塞与非阻塞区别

阻塞

非阻塞

方式

当waitpid函数以阻塞模式调用时，父进程等待子进程退出，这期间父进程不做任何事情

当waitpid函数以非阻塞调用时，父进程以轮询的方式每段时间检测子进程是否退出，没退出就返回做父进程的事情

参数

WNOHANG

我们以下面这段代码来理解非阻塞：

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<code class="javascript">#include<stdio.h>#include<stdlib.h> #include<unistd.h>#include<sys/wait.h>#include<sys/types.h>int main(){    pid_t id = fork();    if(id == 0)    {        //child        int cnt = 5;        while(cnt)        {            printf("child is running, pid: %d, ppid: %d\n", getpid(), getppid());            cnt--;            sleep(1);        }        exit(123);    }    //father    int status = 0;    while(1)    {        pid_t rid = waitpid(id, &status, WNOHANG);//非阻塞调用        if(rid > 0)        {            printf("wait sucess, rid: %d, status: %d, exit code: %d\n", rid, status, WEXITSTATUS(status));            break;         }        else if(rid == 0)        {            printf("father say: child is running, do other things\n");        }        else         {            perror("waitpid");            break;        }        sleep(1);    }    return 0;}</code>

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父进程在等待子进程资源回收的时候自己也在不断地执行，最后也可以成功回收子进程。

为了更直观看到现象，我们不妨模拟进程等待的环境：

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<code class="javascript">#include<stdio.h>#include<stdlib.h> #include<unistd.h>#include<sys/wait.h>#include<sys/types.h>#define NUM 5typedef void(*fun_t)();fun_t tasks[NUM];void printLog(){    printf("this is a log print task\n");}void printNet(){    printf("this is  a net\n");}void printNPC(){    printf("this is a flush NPC\n");}void initTask(){    tasks[0] = printLog;    tasks[1] = printNet;    tasks[2] = printNPC;    tasks[3] = NULL;}void executeTask(){    for(int i = 0; tasks[i]; ++i) tasks[i]();}int main(){    initTask();    pid_t id = fork();    if(id == 0)    {        //child        int cnt = 5;        while(cnt)        {            printf("child is running, pid: %d, ppid: %d\n", getpid(), getppid());            cnt--;            sleep(1);        }        exit(123);    }    //father    int status = 0;    while(1)    {        pid_t rid = waitpid(id, &status, WNOHANG);        if(rid > 0)        {            printf("wait sucess, rid: %d, status: %d, exit code: %d\n", rid, status, WEXITSTATUS(status));            break;         }        else if(rid == 0)        {            printf("father say: child is running, do other things\n");            printf("##############task begin############\n");            executeTask();            printf("##############task end##############\n");        }        else         {            perror("waitpid");            break;        }        sleep(1);    }    return 0;}</code>

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?✏️总结在Linux下，进程退出提供了两个接口，exit() 和 _exit()，他们的区别就是 _exit()函数没有刷新缓冲区这一功能。一个创建子进程的父进程有必要进行进程等待，用来防止进程变为僵尸进程从而危害系统。其中进程等待有两个接口 wait() 和 waitpid()。wait和waitpid：

区别

wait

waitpid

参数

*status

id, *status, options

状态

等待任意子进程退出，并返回终止子进程id

等待指定子进程退出，并返回终止子进程id

阻塞

无（默认阻塞调用）

0 和 WNOHANG（用来支持阻塞非阻塞的宏）