【Linux】进程控制

进程创建

进程终止

进程等待

进程程序替换

自定义shell的编写

进程创建

1、fork()函数创建进程，其返回值

（1）子进程返回0

（2）父进程返回的是子进程的pid

（3）子进程复制父进程的数据和代码，当二者没有写的时候，共享同一份数据和代码，因此PC的值也是一样，故在子进程中不会再执行fork()及之前的代码，因为父进程的PC保存的是下一条代码的地址。

2、fork()函数的常规用法

（1）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。

（2）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。

进程终止

1、进程退出

（1）一个进程的退出码，用echo $?去打印

（2）如果将来main函数退出的时候，就会把退出码写到task_struct中去，让bash获得

（3）如果我在main函数里面写了退出比如return 89,但要是程序异常，这个89就不是当前进程的退出码了，就无意义了。

2、退出三种场景

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

3、退出三种方法：

（1）从main返回：return

（2）调用exit ：下面代码只会打印begin，然后echo $?会打印40

cpp 复制代码

void fun()
{
    printf("begin\n");
    exit(40);
    printf("end\n");
}

void main()
{
    fun();
}

（3）_exit

补充：printf打印内容到屏幕时，会先把内容加载到缓冲区，这时如果sleep(2)的话，就不会马上打印内容，但是要是遇到\n或者进程结束才会刷新缓冲区将所有缓冲区内容打印到屏幕，但是_exit()退出的时候，不会刷新缓冲区

cpp 复制代码

void main()
{
    printf("main");
    sleep(2);
    exit(23);//会打印main，因为exit()会刷新缓冲区
}

cpp 复制代码

void main()
{
    printf("main");
    sleep(2);
    _exit(23);//直接退出main，根本不会打印main，因为用_exit退出的
}

库（下级）调用系统调用（上级），exit()是库，_exit()是系统调用，所以说明缓冲区一定是库的缓冲区。因为如果是系统的缓冲区，那么两个退出都应该刷新，但是只有exit()会去刷新

进程等待

1、等待的原因

2、等待的方法：wait()/waitpid()

(1)wait()

能够解决僵尸，当子进程运行的时候，父进程一直在等待子进程运行，也就是父进程会被阻塞，类似于c语言中的scanf()一样；

wait执行成功返回子进程的pid

（2）waitpid(pid_t pid, int *status, int options)

参数和wait不同，第一个pid，可以指定获取哪个子进程的pid，也就是要父进程指定等哪一个子进程；

第二个参数status是输出型参数，下面是示例：

运行完成后发现status并不是子进程的退出码1，而是256，这是为什么？

status是32位的，高16位不用，只用低16位，低16位情况如下：

退出码是1，后面8位全是0，则100000000就是256

如果代码运行完毕，结果正确返回的退出码是0；

如果代码运行完毕，结果不正确，返回错误的退出码；

如果异常，代码没运行完，就不会看退出码，没用

僵尸进程是数据和代码资源会被释放，但是PCB还会被系统保存，等待父进程去处理；所以父进程是怎么通过waitpid获取子进程的status的呢？就是通过系统调用，查看子进程的PCB，所以PCB里面一定有进程退出码等信息；用宏也可以获取，如下图所示

status: 输出型参数

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）

（3）阻塞与非阻塞等待

非阻塞等待：主进程在等待子进程运行的时候，可以干自己的事情；

阻塞等待：主进程在等待子进程运行的时候，不能干自己的事情，要一直等

cpp 复制代码

#include <stdio.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>

int main() {
    pid_t child = fork();
    if (child == 0) {
        // 子进程：立即退出
        _exit(0);
    }

    // 父进程场景1：正常回收子进程
    pid_t ret1 = waitpid(child, NULL, 0);
    printf("正常回收返回：%d（子进程PID）\n", ret1);  // 输出子进程PID

    // 父进程场景2：使用WNOHANG且无子进程可回收
    pid_t ret2 = waitpid(-1, NULL, WNOHANG);
    printf("WNOHANG无进程返回：%d\n", ret2);  // 输出0

    // 父进程场景3：调用出错（指定不存在的PID）
    pid_t ret3 = waitpid(99999, NULL, 0);
    if (ret3 == -1) {
        printf("调用出错返回：%d，错误原因：%s\n", ret3, strerror(errno));
        // 输出：-1，错误原因：No child processes
    }

    return 0;
}