Linux---进程（九）进程控制

一、fork初识

fork 知识点总结（极简版）

作用

创建一个新的子进程
调用一次，分裂成两个进程（父 + 子）

返回值规则（最重要）

父进程：返回子进程 PID（>0）
子进程：返回 0
创建失败：返回 -1

执行特点

父子进程代码相同，从 fork 之后同时往下执行
谁先运行不确定（由系统调度决定）
子进程会复制父进程的地址空间（数据、栈、堆等）
现代系统用写时复制（Copy-on-Write），不立刻全复制

常见考点
fork 之后父子谁先跑不一定
子进程会继承：文件描述符、当前目录、信号处理方式等
子进程有自己的：PID、PPID、计时器
父子退出互不影响，但父进程不 wait 可能产生僵尸进程
一句话记忆

父返子PID，子返0，调用一次，两个进程。

二、写时拷贝

是什么

fork 创建子进程时，不立刻复制整个内存，而是让父子共享同一份物理内存，只有当要修改数据时，才真正复制一页。

为什么要用

传统 fork：直接复制全部数据，慢、浪费内存
COW：推迟复制、减少开销、提高效率

核心机制
fork 后，父子虚拟地址不同，但指向同一块物理内存
内存页设为只读
谁要写，就触发缺页异常
操作系统这时才真正复制那一页，再让进程修改
特点

读时共享，写时复制
只复制要修改的页，不复制全部
让 fork 变得更快、更省内存
是 Linux 实现 fork 的标准方式

一句话记忆

fork 不复制，共享只读；谁写谁复制，一页一复制。

三、进程终止

进程终止会有几种情况呢？

（1）代码跑完，结果正确。

（2）代码跑完，结果不正确。

（3）代码没跑完，进程异常了。

return 0其实是进程的退出码。

进程终止的本质是释放系统资源，就是释放进程申请的相关内核数据结构和对应的数据和代码。

进程退出状态

进程退出的两种情况

正常退出：代码正常跑完，执行 return 0 或 exit(0) 。
此时 signumber = 0 （表示没有被信号终止）
退出码 exit_code 有意义（通常是 return 的值）
异常终止：进程在运行中收到信号（如 SIGKILL 、 SIGSEGV ）被强制终止。
此时 signumber ≠ 0 （表示被信号终止）
return 语句根本没机会执行，因此退出码没有意义

进程状态的表示

进程执行的最终结果，可以用两个整数完整描述：

int sig ：终止信号编号（ 0 表示正常退出）
int exit_code ：退出码（仅在 sig = 0 时有意义）

在 Linux 中，父进程通过 wait() 或 waitpid() 获取的 status 变量，就是这两个信息的组合体，需要用宏（如 WIFEXITED , WEXITSTATUS , WIFSIGNALED , WTERMSIG ）来解析。

关键结论

return 没被执行 → 进程是被信号终止的，退出码无意义。
signumber = 0 → 进程正常结束，退出码有效。
signumber ≠ 0 → 进程被信号杀死，退出码无效。

两种正常的退出方式

1. 两种正常退出方式（不考虑信号等异常）

在 main 函数中使用 return

这是最标准的方式。 main 函数的返回值会作为进程的退出码（exit code）。
例如 return 0; 表示程序成功执行。

在程序的任意位置调用 exit() 函数

这个函数会直接终止整个进程，无论它在哪个函数里被调用。
它的参数就是进程的退出码，例如 exit(EXIT_SUCCESS); 。

**2. 关键区别（面试常考）

return 在非 main 函数中：只会结束当前函数，进程继续运行。
exit() 在任何函数中：都会直接结束整个进程。
main 函数的 return ：等价于调用 exit() ，会终止进程。**

与进程状态的关系

无论是 return 还是 exit() ，进程都是正常退出，此时 signumber = 0 ，退出码（ exit_code ）有效。
如果进程是被信号（如 SIGKILL ）终止的，那么 return 和 exit() 都不会执行， signumber ≠ 0 ，退出码也无意义。

非main函数，return ，函数结束。非main函数，exit，进程结束。

四、进程等待

一、作用（为什么要用）

让父进程等待子进程退出
回收子进程的PCB资源，避免僵尸进程
获取子进程的退出状态

二、wait() 函数

头文件

#include <sys/wait.h>

函数原型

pid_t wait(int *wstatus);

功能

阻塞等待任意一个子进程退出
子进程退出后，回收它
把退出状态写到 wstatus 指向的位置

返回值

成功：返回退出的子进程 PID
失败：返回 -1（比如没有子进程）

特点

阻塞：不等到子进程退出就不返回
等待任意子进程
无法指定等待某个子进程

三、waitpid() 函数（更强大）

函数原型

pid_t waitpid(pid_t pid, int *wstatus, int options);

参数

pid > 0 ：等待PID 等于 pid 的子进程
pid = -1 ：等待任意子进程（和 wait 一样）
pid = 0 ：等待同组任意子进程
pid < -1 ：等待组 ID 等于 |pid| 的任意子进程

wstatus

输出型参数，存退出状态，同 wait()。

options

0 ：阻塞等待
WNOHANG ：非阻塞等待（有就收，没有立刻返回）

返回值

0：返回退出的子进程 PID
=0：非阻塞模式下，子进程还没退出
-1：出错

四、两个宏（必背！）

用来从 wstatus 里取出子进程信息：

WIFEXITED(status)

子进程正常退出返回真

WEXITSTATUS(status)

取出子进程的退出码（0~255）

示例：

if(WIFEXITED(status)){

printf("退出码：%d\n", WEXITSTATUS(status));

}

五、核心区别

wait 只能阻塞、等任意子进程
waitpid 可以：

指定等待某个子进程
选择阻塞 / 非阻塞
功能更强，是wait 的升级版

实例：

pid_t pid = fork();

if(pid == 0){

// 子进程

exit(123);

} else {

int status;

// 父进程等待

waitpid(pid, &status, 0);

// 或者 wait(&status);

}

如果父进程wait子进程，但是子进程就是没有退出，则父进程会阻塞再wait函数中。