【Linux】进程控制

一、进程的创建
有两个函数（fork / vfork）可以在已存在的进程中创建一个新进程。新进程为子进程，原来的进程为父进程。子进程就是将父进程万全的拷贝了一份。

1.fork

#include<unistd.h>
pid_t fork( );

返回值：子进程返回0，父进程返回子进程的进程id，出错返回-1。

fork函数对父进程的拷贝是深拷贝（写实拷贝），有自己独立的空间。

 #include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<errno.h>
#include<stdlib.h>

int main()
{
    pid_t pid;

    printf("Before: pid is %d\n",getpid());
    if((pid=fork())==-1)
    {
        perror("fork");
        exit(1);
    }
    printf("After: pid is %d ,fork return %d\n",getpid(),pid);
    sleep(1);

    return 0;
}

2.vfork

#include<unistd>
pid_t vfork();

vfork与fork的用法是一样的：子进程返回0，父进程返回子进程进程id，出错返回-1。
注：
1.vfork创建进程时对父进程的拷贝是浅拷贝，与父进程公用同一份空间。
2.vfork保证子进程先运行，在它调用exec或exit 之后父进程才可能被调度运行。

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>

int glob=100;

int main()
{
    pid_t pid;
    if((pid=vfork())==-1)
     perror("vfork"),exit(1);

    if(pid==0)    //child
    {
        sleep(3);
        glob=200;
        printf("child glob %d\n",glob);
        exit(0);
    }
    else     //father
    {   
        //sleep(1);
        printf("father glob %d\n",glob);
       // sleep(2);
    }

    return 0;
}

运行结果：

[lize-h@localhost 0408_forkControl]$ ./a.out
child glob 200
father glob 200

如果是fork结果是

[lize-h@localhost 0408_forkControl]$ ./a.out
child glob 200
father glob 100

二、进程终止

1.进程退出的三种状态：（可通过 echo $? 查看进程退出码）
（1）代码运行完毕，结果正确。
（2）代码运行完毕，结果不正确。
（3）代码异常终止。

2.进程常见的几种退出方法：
（1）正常终止：
a.从main返回
b.调用exit
c.调用_exit
（2）异常退出：
ctrl + C //信号终止

3.函数 _exit

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

参数：status定义了进程的终止状态，父进程通过wait来获取该值。
注：参数status仅有低八位可以被父进程所用。所以在_exit( -1) 时，在终端执行 $? 发现返回值是255。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>

int main()
{
    printf("ni hao!");
    _exit(0);
    return 0;
}

运行结果：

[lize-h@localhost 0408_forkControl]$ ./a.out
[lize-h@localhost 0408_forkControl]$

4.函数 exit

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

exit函数的使用与_exit类似，只是还做了以下操作：

1.执行用户通过 atexit 或 on_exit 定义的清理函数。
2.关闭所有打开的流，所有的缓存数据均被写入。
3.调用_exit。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>

int main()
{
    printf("hello!");
    exit(0);
    return 0;
}

运行结果：

[lize-h@localhost 0408_forkControl]$ ./a.out
hello![lize-h@localhost 0408_forkControl]$

5.return 退出

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的运行时函数会将返回值当作 exit 的参数。

三、进程等待

1.进程等待非常重要：

子进程退出，父进程如果不管不顾，就可能造成僵尸进程，进而造成内存泄漏。另外，进程一但变成僵尸进程，那就刀枪不入，kill -9 （SIGKILL）也无能为力，因为谁也不能杀死一个已经死亡的进程。最后，父进程派给子进程的任务完成如何，我们需要知道。父进程通过进程等待的方式回收子进程资源，获取子进程退出信息。

2.进程等待的两种方法：

（1）wait方法：

#include<sys/types.h>
#include<sys/wait.h>

pid_t wait(int* status);

返回值：成功返回被等待进程pid，失败返回-1。
参数：输出型参数，获取子进程退出状态，不关心则可以设置成为NULL。

（2）waitpid方法：

#include<sys/types.h>
#include<sys/wait.h>

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

返回值：
a.当正常返回的时候waitpid返回收集到子进程的进程id。
b.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。
c.如果调用出错，则返回-1，这时errno 会被设置成相应的值以指示错误所在。

参数：

pid：
a.pid = -1，等待任一个子进程，与wait等效。
b.pid > 0, 等待其进程id与pid相等的子进程。

status:
a.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）
b.WEXITSTATUS( status )：若WIFEXITED非0，提取子进程退出码。（查看进程的退出码）

options：
WNOHANG: 若pid指定的子进程没有结束，则waitpid() 函数返回0，不予等待。若正常退出，则返回该子进程的id。

注：
1.如果子进程已经退出，调用 wait / waitpid 时， wait / waitpid 会立即返回，并释放资源，获得子进程退出信息。
2.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。
3.如果不存在该子进程，则立即出错返回。

【进程的阻塞等待方式】

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

int main()
{
    pid_t pid;
    pid =fork();
    if(pid<0)
    {
        printf("%s fork error\n",__FUNCTION__);
        return 1;
    }
    else if(pid==0)
    {
        printf("child is run,pid is : %d\n",getpid());
        sleep(5);
        exit(257);
    }
    else
    {
        int status=0;
        pid_t ret=waitpid(-1,&status,0);  //blockwait,wait 5s
        printf("this is test for wait\n");
        if(WIFEXITED(status) && ret == pid)
        {
            printf("wait child 5s success,child return code is:%d\n",WEXITSTATUS(status));
        }
        else
        {
            printf("wait child failed,return.\n");
            return 1;
        }
    }
    return 0;
}

【进程非阻塞等待方式】

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

int main()
{
    pid_t pid;
    pid =fork();
    if(pid<0)
    {
        printf("%s fork error\n",__FUNCTION__);
        return 1;
    }
    else if(pid==0)  //child
    {
        printf("child is run,pid is : %d\n",getpid());
        sleep(5);
        exit(1);
    }
    else
    {
        int status=0;
        pid_t ret=0;
        do
        {    
           ret= waitpid(-1,&status,WNOHANG);  //not blockwait,wait 5s
           if(ret==0)
           {
                printf("child is running\n");
           }
            sleep(1);
        }while(ret==0);

        if(WIFEXITED(status) && ret == pid)
        {
            printf("wait child 5s success,child return code is:%d\n",WEXITSTATUS(status));
        }
        else
        {
            printf("wait child failed,return.\n");
            return 1;
        }
    }
    return 0;
}

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