Linux|进程控制

进程创建

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。
返回值：子进程中返回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：

• 分配新的内存块和内核数据结构（task_struct,mm_struct,页表等）给子进程
• 将父进程部分数据结构内容拷贝至子进程
• 添加子进程到系统进程列表当中
• 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

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

进程 = 1内核数据结构+2代码和数据
fork创建子进程的时候 是先1还是2呢？
答案是1举个例子我们去大学报名，是档案先去人后面再去

写时拷贝

通常，父子代码共享，但是数据不是是共享的，当任意一方试图写入，便以写时拷贝的方式各自一份副本。

fork调用失败的原因

系统中有太多的进程
实际用户的进程超过了限制

进程终止

想明白：终止在做什么？

• 释放代码，数据（本身就不再被调度了）和内核数据结构
• 但是task_struct 这个内核数据结构会被延期释放，因为要返回子进程的退出信息

进程终止的情况

进程终止的情况有三种

• 代码跑完结果正确
• 代码跑完结果不正确
• 异常退出

main函数的返回值

main函数的返回值，我们称为退出码，关心方要知道进程指向情况怎么。
我们可以通过ehco $?来查看最近一个进程的退出码
对于一个进程来讲 0代表成功 非0表示失败，因为成功我们就不管了，但是失败了要知道是什么情况。刚好非零的数字特别多


退出码含义：

bash获取最近一个进程的退出码，要知道进程的执行情况怎么样？为用户负责。

自定义退出码

异常退出

比如说我们解引用空指针写入数据，会发生segmentation fault（段错误）


其实本质是操作系统给进程了一个信号
我举个例子证明，下面这个代码正常情况会一直运行

但是我们给它一个信号他就会报段错误

异常的时候我们看退出信号是什么就可以判断出是什么异常了

衡量一个进程退出只需要两个数字一个退出码另一个退出信号

如何终止进程

• main函数return 表示进程终止
• 代码任意位置调用_exit()，exit（）函数表示进程终止

_exit() 和 exit（）的区别

exit（）退出的时候会刷新缓冲区而_exit()不会


用_exit()的结果

我们可以得出一个结论缓冲区一定不在操作系统内部，因为_exit()刷新不了缓冲区

进程等待

任何子进程在退出的情况下，一般必须有父进程进行等待。
为什么呢？

• 父进程通过等待解决子进程退出的僵尸问题，回收系统资源
• 获取子进程的退出信息

进程等待的操作

wait

• wait 父进程等待任意一个进程
  

staus 可以得到进程的退出码和退出信号，前16位没用
后16位开始 0~7位是退出码 第8位没用 ，9~15是退出信号
对于退出码我们只需要 status右移8位 退出码只需要 按位与0x7f（二进制01111 1111）

WIFEXITED(status): 查看是否正常退出

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): 查看退出码的宏

上面位操作得到退出码 还是有点麻烦，我们可以利用系统给的宏WEXITSTATUS得到退出码

waitpid

waitpid 的作用是等待子进程，
参数

• pid：pid = -1时等待任意一个进程，其他就是等待指定的一个进程
• stat_loc 用于保存退出码和退出信号，我们不关心退出码和退出信号的时候可以把它设置为0
• options 用于选择父进程是阻塞等待还是非阻塞等待。WNOHANG时是非阻塞等待其他是0

返回值

• ret > 0: 检查成功
• ret = 0： 检查成功，但子进程还在运行
• ret< 0: 等待失败

非阻塞等待就是父进程等待的过程，可以干其他事情

非阻塞等待的例子：

进程替换

进程替换的函数

这些函数的参数是什么·等下再介绍，我们先来看一个现象

现象

我们发现运行了ls命令 之后没有运行printf了，类似于被夺舍了

原理

将进程中的代码和数据完全替换，没有创建新进程哦，
本质就是进程被加载到内存了

多进程版

对于单一的一个进程，进程替换了原来这个进程就直接没了，大部分场景的时候我们都不希望这样做。
本质是对代码发生了写时拷贝

execl 这些接口的参数

• path：告诉要执行的文件在什么位置
• arg*… 是可变参数，他的参数个数可以不固定，命令行怎么写就怎么传
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  带p的可以不用传文件路径了，直接在环境变量中找