Linux系统编程篇—进程(四)进程退出、子进程退出的收集、孤儿进程

进程退出

退出的方式主要分为两种:正常退出、异常退出

正常退出又分为5种:

1.Main函数调用return
2.进程调用exit(),标准c库
3.进程调用_exit()或者_Exit(),属于系统调用

/*它要检查文件的打开情况,把文件缓冲区的内容写回文件,即“清理I/O缓冲”。*/
exit();//exit(0)正常退出;exit(1)异常退出
/*直接退出*/
_exit();//_exit(0)正常退出;_exit(1)异常退出
_Exit();//_Exit(0)正常退出;_Exit(1)异常退出

在这里插入图片描述

与线程有关:

4.进程最后一个线程返回
5.最后一个线程调用pthread_exit

异常退出分为3种:

1.调用abort
2.当进程收到某些信号时,如ctrl+C
3.最后一个线程对取消(cancellation)请求做出响应

不管进程如何终止,最后都会执行内核中的同一段代码。这段代码为相应进程关闭所有打开描述符,释放它所使用的存储器等。对上述任意一种终止情形、我们都希望终止进程能够通知其父进程它是如何终止的。对于三个终止函数(exit._exit和_Exit),实现这一点的方法是,将其退出状态((exit status)作为参数传送给函数。在异常终止情况下,内核(不是进程本身)产生一个指示其异常终止原因的终止状态(termination status)。在任意一种情况下,该终止进程的父进程都能用wait或waitpid函数(在下一节说明)取得其终止状态。

子进程退出的收集

Q1:为什么要等待子进程退出?

子进程的工作过程

Q2:不收集子进程退出状态会发生什么?

子进程退出状态不被收集,变成僵死进程(僵尸进程)

int main()
{
    
           int cnt =0;
        int fork_r=0;
        fork_r=vfork();
        if(fork_r!=0){
    
    //父进程
                while(1){
    
    
                        printf("this is the father process!\n");
                        sleep(2);
                        printf("cnt =%d\n",cnt);
                }
        }else{
    
    //子进程
                while(1){
    
    
                        printf("this is the child process!\n");
                        sleep(2);
                        if(cnt == 3){
    
    
                                exit(0);
                        }
                        cnt++;
                }
        }
}

在这里插入图片描述
Z为Zombie的缩写,意思为僵尸

收集退出状态用到的API:wait, waitpid, waitid

函数名:wait

包含文件:
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
函数原型:
pid_t wait(int *status);

status参数:
是一个整型数指针
非空:
子进程退出状态放在它所指向的地址中。
空:
不关心退出状态

返回值:

wait():如果成功,返回终止子进程的进程ID;错误,返回-1。

wait()传入参数的两种情况:

1、使用(空)wait(NULL):

无僵尸进程
在这里插入图片描述

2、使用(非空)wait(&status):

在这里插入图片描述

实例:
int main()
{
    
    
        int cnt=0;
        int fork_r=0;
        int status=0;
        fork_r=fork();
        if(fork_r!=0){
    
    //父进程
                wait(&status);//父进程会阻塞在这里,直到子进程结束
                printf("status=%d\n",WEXITSTATUS(status));
                while(1){
    
    
                        printf("this is the father process!,PID=%d\n",getpid());
                        sleep(2);
                        printf("cnt =%d\n",cnt);
                }
        }else{
    
    //子进程
                while(1){
    
    
                        printf("this is the child process!,PID=%d\n",getpid());
                        sleep(2);
                        if(cnt == 3){
    
    
                                exit(2);
                        }
                        cnt++;
                }
        }
}
实验结果:

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
子进程28523,退出状态被收集,被关闭

函数名:waitpid

waip使调用者阻塞,waitpid有一个选项,可以使调用者不阻塞

包含文件:
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
函数原型:
pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);
int waitid(idtype_t idtype, id_t id, siginfo_t *infop, int options);

pid参数:
pid<-1 等待进程组识别码为 pid 绝对值的任何子进程。
pid=-1 等待任何子进程,相当于 wait()。
pid=0 等待进程组识别码与目前进程相同的任何子进程。
pid>0 等待任何子进程识别码为 pid 的子进程。
status参数:
是一个整型数指针
非空:
子进程退出状态放在它所指向的地址中。
空:
不关心退出状态
options参数:
参数options提供了一些额外的选项来控制waitpid,参数 option 可以为 0 或可以用"|"运算符把它们连接起来使用,比如:
ret=waitpid(-1,NULL,WNOHANG | WUNTRACED);
如果我们不想使用它们,也可以把options设为0,如:
ret=waitpid(-1,NULL,0);
WCONTINUED 若实现支持作业控制、那么由pid指定的任一子进程在暂停后已经继续,但其状态尚未报告,则返回其状态(POSIX.1的XSI扩展)
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。若结束,则返回该子进程的ID。
WUNTRACED 若子进程进入暂停状态,则马上返回,但子进程的结束状态不予以理会。

返回值:

waitpid():
如果成功,返回其状态子进程的进程ID;如果指定了WNOHANG,并且有一个或多个child(ren)指定pid存在,但还没有改变状态,则返回0。
出现错误时,返回-1。

实例:

int main()
{
    
    
        int cnt=0;
        int fork_r=0;
        int status=0;
        int pid=fork();
        if(pid!=0){
    
    
                waitpid(pid,&status,WNOHANG);
                printf("status=%d\n",WEXITSTATUS(status));
                while(1){
    
    
                        printf("this is the father process!,PID=%d\n",getpid());
                        sleep(2);
                        printf("cnt =%d\n",cnt);
                }
        }else{
    
    
                while(1){
    
    
                        printf("this is the child process!,PID=%d\n",getpid());
                        sleep(2);
                        if(cnt == 3){
    
    
                                exit(2);
                        }
                        cnt++;
                }
        }
}
实验结果:

在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
子进程28491,变成僵尸进程,说明该进程状态未被收集

孤儿进程

父进程如果不等待子进程退出,在子进程之前就结束了自己的“生命”,此时子进程叫做孤儿进程

Linux避免系统存在过多孤儿进程,==init进程(系统初始化进程,进程ID为1)==收留孤儿进程,变成孤儿进程的父进程

实例:

int main()
{
    
    
        int cnt=0;
        int pid=fork();
        if(pid!=0){
    
    
                        printf("this is the father process!,PID=%d\n",getpid());
        }else{
    
    
                while(1){
    
    
                        printf("this is the child process!,child oid=%d,father pid=%d\n",getpid(),getppid());
                        sleep(2);
                        if(cnt == 3){
    
    
                                exit(2);
                        }
                        cnt++;
                }
        }
}

实验结果:

在这里插入图片描述

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