Linux——进程创建与进程终止

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文章目录

一、进程创建

1、fork函数初识

在linux中fork函数时非常重要的函数,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。

#include <unistd.h>

pid_t fork(void);

返回值:自进程中返回0,父进程返回子进程id,出错返回-1

进程调用fork,当控制转移到内核中的fork代码后,内核做:

  1. 分配新的内存块和内核数据结构给子进程
  2. 将父进程部分数据结构内容拷贝至子进程
  3. 添加子进程到系统进程列表当中
  4. fork返回,开始调度器调度

当一个进程调用fork之后,就有两个二进制代码相同的进程。而且它们都运行到相同的地方。但每个进程都将可以开始它们自己的旅程,看如下程序。

c 复制代码
int main( void )
{
 pid_t pid;
 printf("Before: pid is %d\n", getpid());
 if ( (pid=fork()) == -1 )perror("fork()"),exit(1);
 printf("After:pid is %d, fork return %d\n", getpid(), pid);
 sleep(1);
 return 0;
}

这里看到了三行输出,一行before,两行after。进程29768先打印before消息,然后它有打印after。另一个after

消息有29769打印的。注意到进程29769没有打印before,为什么呢?如下图所示

所以,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。

2、fork函数返回值

子进程返回0。

父进程返回子进程的pid。

3、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。具体见下图:

问题是进程是在运行的,OS是如何知道,要进行写时拷贝的。

原来是在今天fork之后,OS会将父子进程的页表权限设置为只读,当父子进程其中一个去修改时,会报错。

这里的报错有两种情况:

一是:真的出错了

二是:权限关闭了

所以OS会去判断,如果是第二种情况,OS就会让在物理内存中发生写时拷贝。

4、fork常规用法

一个父进程希望复制自己,使父子进程同时执行不同的代码段。例如,父进程等待客户端请求,生成子

进程来处理请求。

一个进程要执行一个不同的程序。例如子进程从fork返回后,调用exec函数。

5、fork调用失败的原因

系统中有太多的进程

实际用户的进程数超过了限制

二、进程终止

1、进程退出场景

存在三种情况

2、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返回
  2. 调用exit
  3. _exit

异常退出

ctrl + c,信号终止

3、_exit函数

c 复制代码
#include <unistd.h>
void _exit(int status);

参数:status 定义了进程的终止状态,父进程通过wait来获取该值

说明:虽然status是int,但是仅有低8位可以被父进程所用。所以_exit(-1)时,在终端执行$?发现返回值

是255。

4、exit函数

c 复制代码
#include <unistd.h>
void exit(int status);

exit最后也会调用exit, 但在调用exit之前,还做了其他工作:

  1. 执行用户通过 atexit或on_exit定义的清理函数。
  2. 关闭所有打开的流,所有的缓存数据均被写入
  3. 调用_exit

5、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。

6、退出码VS错误码

退出码

退出码就是进程运行结束返回的数字

其中0代表成功

!0代表出错了,具体的数值代表不同的原因

我们可以发现第一次,看进程退出码为10,后来就成了0,这是因为错误码只会保存最新的一次,后来由于上面指令执行成功了,所以变为了0。

main函数的退出码是可以被父进程获取的,用来判断子进程的运行结果

错误码

错误码通常是衡量一个库函数,或者一个系统调用一个一个函数的调用情况


下面我们来验证一个结论,进程出现异常的本质是由于受到对应的信号,自己终止了。

最后我们可以得出,父进程通过两个数字来判断子进程是否受到异常结束,或者成功输出。


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