【Linux】进程(9):进程控制1

大家好,我是苏貝,本篇博客带大家了解Linux进程(9)进程控制1,如果你觉得我写的还不错的话,可以给我一个赞👍吗,感谢❤️


目录

  • [1 fork函数](#1 fork函数)
  • [2 进程终止](#2 进程终止)
    • (A)终止是在做什么?
    • (B)退出码
    • (C)进程退出的3种情况
    • [(D) 如何终止进程](#(D) 如何终止进程)
      • [1. main函数return表示进程终止(非main函数return表示函数结束)](#1. main函数return表示进程终止(非main函数return表示函数结束))
      • [2. 代码调用exit函数](#2. 代码调用exit函数)
      • [3. _exit函数 ---系统调用](#3. _exit函数 ---系统调用)

1 fork函数

如果fork出错,那就不创建子进程,给父进程返回-1

为什么给父进程返回的是子进程的pid?

为了让父进程方便对子进程进行标识,进而进行管理

如何理解进程具有独立性?

进程=内核的相关管理数据结构(task_struct+mm_struct+页表)+代码和数据。对于不是父子进程的多个进程,上面的5个都不同,自然具有独立性。对于父子进程,task_struct自然不同;子进程的mm_struct和页表都是拷贝父进程的,但每个进程都有自己独立的mm_struct和页表,所以也互不影响;代码是共享的,也是只读的,所以父子进程互不影响;对于数据:父子不写入时,数据也是共享的;如果其中一个进程想要对数据进行写入,会发生写时拷贝,因此父子进程也互不影响。所以,父子进程也具有独立性,所以进程具有独立性

2 进程终止

(A)终止是在做什么?

  1. 释放曾经的代码和数据所占据的空间
  2. 释放内核数据结构(mm_struct和页表)的空间,但是task_struct会维持一段时间,变成Z状态(僵尸状态),进程要维持自己的退出信息,退出信息位于task_struct中,未来让父进程进行读取

(B)退出码

退出码是在进程执行结束后,系统返回给使用者的一个数值,用以表示进程的执行状态。main函数最后的return后面的数字是退出码。

所以上面代码的退出码就是0,那如何查看退出码呢?用echo $?命令,Linux提供了一个专门的变量?来保存父进程获取的,最近一个子进程的退出码

修改.c文件

退出码应该为100

上面说,?是保存父进程获取的,最近一个子进程的退出码,那为什么第二次?的值是0呢?

第二次的?是保存第一个echo $?的退出码,虽然echo不是bash的子进程,但也是由bash执行的,所以照样可能会影响退出码。因为第一个echo $?运行成功,所以退出码为0

退出码有什么用呢?

告诉关心方(一般为父进程),进程把任务完成的怎么样了。

如果退出码为0,表示程序运行成功;为!0,表示失败。不同的!0值,一方面表示失败,一方面也表示失败的原因,即有对应的错误描述

现在我们来看看退出码对应的错误描述

先看strerror函数,作用:返回错误码的字符串描述。参数是错误码

修改.c文件

0表示成功,1表示操作不被允许,2表示没有该文件或目录......

关于退出码,我们可以选择使用系统默认的,也可以使用我们自定义的。

我们来试试用自定义的退出码

修改.c文件

但我们发现,如果result==-1,我们不能确定是y == 0还是y! =0,x/y == -1

修改.c文件

如果result==-1,错误码== 1,那么说明y== 0。如果result==-1,错误码== 0,说明x/y ==-1

因此,退出码可以确定代码跑完,结果是否正确。所以,你是否感觉到以前写的代码都不是很规范呢?有没有正确使用退出码呢?

(C)进程退出的3种情况

  1. 代码跑完,结果正确
  2. 代码跑完,结果不正确
  3. 代码执行时,出现异常,提前退出了

前2个可以根据退出码判断,就不再赘述了。现在我来看看第3种情况:代码执行时,出现异常,提前退出了

我们之前在写代码的时候,一定遇到过程序崩溃的情况吧。崩溃是语言层面说的,在系统层面,是因为操作系统发现你的进程做了不该做的事情,所以将进程杀掉了。

所以进程出异常的本质是因为进程收到了OS发给进程的信号

现在我们来用野指针让进程出异常

出现异常,并报错:Segmentation fault,表示段错误。OS提前终止进程

上面说,进程出异常的本质是因为进程收到了OS发给进程的信号,现在让我们来感受一下

修改.c文件

该进程正常来讲的话,是不会有异常的

再使用kill的11号信号

此时尽管代码没有错误,但是由于进程收到了系统的信号,所以判断是 Segmentation fault,段错误标识,进程提前终止了。因此我们也可以感受到进程出异常是因为进程收到了OS发给进程的信号

因此,我们可以通过看进程退出的时候,退出信号是什么,来判断我的进程为什么异常了。如果进程没有异常,代码跑完了,那退出信号为0

请问,如果进程出现异常,提前退出了,那还需要知道退出码吗?不用了,进程出现异常,退出码就没有意义了

如何确定程序退出是3种情况的哪一种呢?

  1. 先确认是否异常
  2. 不是异常,就是代码跑完了,看退出码判断结果是否正确

结论:衡量一个进程退出,我们只需要知道2个数字:退出码和退出信号

退出码为0,退出信号为0,代码跑完了,结果正确

退出码为!0,退出信号为0,代码跑完了,结果不正确

退出码为0,退出信号为!0,进程出现异常

退出码为!0,退出信号为!0,进程出现异常

一个进程结束,系统会释放它对应的代码和数据的空间,释放内核数据结构(mm_struct和页表),但是task_struct会维持一段时间,变成Z状态(僵尸状态),系统会将进程的退出码和退出信号写入进程的task_struct中,等待父进程进行读取

(D) 如何终止进程

1. main函数return表示进程终止(非main函数return表示函数结束)

2. 代码调用exit函数

先了解exit函数,作用:让一个正常的进程终止,参数是退出码

修改.c文件

退出码:123

上面说,main函数return表示进程终止(非main函数return表示函数结束)。那如果是在非main函数中调用exit函数,是表示函数结束还是进程终止呢?

修改.c文件

运行程序,先进入Div函数,因为100!=0,所以执行代码exit(13)

进程并没有打印main函数的printf函数里的内容,所以在非main函数中调用exit函数,是进程终止。
所以在代码的任意位置调用exit函数,都表示进程退出

3. _exit函数 ---系统调用

先了解一下_exit,作用:终止进程,参数也是退出码

修改.c文件

进程也没有打印main函数的printf函数里的内容,所以在代码的任意位置调用_exit函数,都表示进程退出

那exit函数和_exit函数有什么不同吗?

修改.c文件

结果:先等待2秒,再打印出"hello world",这说明exit函数会冲刷缓冲区

修改.c文件

结果:等待2秒后,不会打印"hello world" ,这说明_exit函数不会冲刷缓冲区

exit vs _exit:exit函数会冲刷缓冲区,而_exit不会。

这说明,我们所说的缓冲区不在OS内,即不是内核缓冲区。

理由:

  1. exit底层调用的就是_exit,因为杀掉进程本质就是释放进程对应的代码和数据,释放进程的除pcb以外的其它内核数据结构。总之,是对进程做管理的一种方式。但用户没有权利对操作系统内的字段做任何访问,包括终止一个进程。因此,exit底层一定会调用_exit系统调用

如果缓冲区在操作系统,exit能冲刷缓冲区,那么_exit也能,因为exit底层调用的就是_exit。但是_exit不能,因此缓冲区不在OS内,即不是内核缓冲区,而在_exit之上,exit先冲刷缓冲区,再调用_exit


好了,那么本篇博客就到此结束了,如果你觉得本篇博客对你有些帮助,可以给个大大的赞👍吗,感谢看到这里,我们下篇博客见❤️

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