进程控制

2019-06-12

进程退出return、exit()、_exit()、进程等待（接儿子放学咯）。

创建

Linux 系统中，用户创建子进程的唯一方法就是使用 fork 系统调用。

大致流程，图片来源于网络

退出

一个程序（进程）退出了，无非有一下几种情况：

代码运行完毕，结果正确
代码执行完毕，结果不正确
代码异常终止

之前看GitHub上别人代码里用 exit(1) 这样的方式写，虽然知道他就是结束程序，但并不知道具体的意思。查下资料吧。

常见退出方法

正常终止
- main 函数 return
- 调用 exit
- 调用 _exit 系统调用
异常终止
- ctrl + c、ctrl + d之类的
- 程序异常(比如除数为0等)

_exit 系统调用

# man _exit
NAME
     _exit -- terminate the calling process

SYNOPSIS
     #include <unistd.h>
     void _exit(int status);

status 定义了进程的终止状态，父进程通过 wait 来获取该值，在 bash 中使用 $? 来看上一个进程(程序)的退出码。虽然 status 是 int，但是仅有低8位可以被父进程所用。所以_exit(-1)时，在终端执行$?发现返回值
是255。

exit 库函数

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SYNOPSIS
    #include <unistd.h>
    void exit(int status);

这是一个 C 的库函数，本质上调用了 _exit，有一些区别：

关闭了文件流并刷新了缓冲区，通过简单的代码即可实验验证

exit 比 _exit 多调用了一个结束处理函数( atexit/on_exit 函数，参数是一个函数指针，这个好比vue中的生命周期钩子函数)

# man atexit
NAME
     atexit -- register a function to be called on exit
SYNOPSIS
     #include <stdlib.h>
     int atexit(void (*function)(void));
     int atexit_b(void (^function)(void));

return

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。

等待

进程状态，子进程退出，父进程不管不顾就可能造成”僵尸🧟‍♀️”进程，造成内存泄漏。交给子进程的任务也不知道他完成的怎么样了，父进程为了获取子进程完成任务的情况以及回收资源，可以通过进程等待的方式进行。

wait

# man 2 wait
SYNOPSIS
       #include <sys/types.h>
       #include <sys/wait.h>
       pid_t wait(int *status);
返回：
	成功，返回被等待进程pid。失败，返回-1。
参数：
	status 输出型参数，获取子进程退出的状态码，不关心可以传为 NULL

wait 是一个阻塞式函数。

wait 的调用次数必须和子进程的个数一致，少了导致僵尸进程，多了出错。

如果有多个子进程，任何一个子进程的结束都会触发 wait。

waitpid

SYNOPSIS
       #include <sys/types.h>
       #include <sys/wait.h>
       pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);
返回：
	当正常返回的时候，返回收集到的子进程的进程ID;
	如果设置了选项WNOHANG,而调用中waitpid发现没有已退出的子进程可收集,则返回0;
	如果调用中出错,则返回-1,这时errno会被设置成相应的值以指示错误;
参数：
	pid：
		pid=-1,等待任一个子进程。与wait等效。
		pid>0.等待其进程ID与pid相等的子进程。
	status：
	# 具体看 man 2 waitpid
		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)
	options：
	# 目前在Linux中只支持WNOHANG和WUNTRACED两个选项，这是两个常数，可以用"|"运算符把它们连接起来使用
		WNOHANG: 若pid指定的子进程没有结束，则waitpid()函数返回0，不予以等待。若正常结束，则返回该子进程的PID。

如果子进程已经退出，调用wait/waitpid时，wait/waitpid会立即返回，并且释放资源，获得子进程退出信息。

如果在任意时刻调用wait/waitpid，子进程存在且正常运行，则进程可能阻塞。

如果不存在该子进程，则立即出错返回。

注意 status

wait 和 waitpid 的参数 status 不关心可以填 NULL，但如果关心，还得注意一下。

这个status是由操作系统填充的，他并不真的、简单的当做一个 int 类型。status 的低 16 位是真正我们关心的。

status

代码实践

阻塞式

#include <stdio.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <sched.h> // pid_t

int main() {
  pid_t ret = fork();
  if (ret < 0) {
    perror("fork");
  } else if (ret == 0) {
    sleep(20);
    exit(1);
  } else {
    int status;
    int t = wait(&status);
    if (t > 0 && (status & 0x7f) == 0) { // 正常退出
      printf("child exit code : %d\n", (status>>8)&0xff);
    } else if (t > 0) {
      printf("sig code : %d\n", status & 0x7f);
    }
  }

  return 0;
}

测试：

阻塞式测试

非阻塞轮询

参考：
https://blog.csdn.net/zhangxiao93/article/details/72859312
https://www.cnblogs.com/LUO77/p/5804436.html