Linux---创建、等待、终止进程

进程创建
父进程通过 fork(), vfork() 函数创建子进程
fork()测试代码：

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

int main()
{
    printf("Before:pid is %d\n",getpid());

    pid_t pid = fork();//创建子进程
    if(pid < 0)
    {
        perror("fork");
    }
    printf("After:pid is %d,fork return %d\n",getpid(),pid);
    sleep(1);
    return 0;
}

测试结果：
这里写图片描述
这里输出了三行结果。进程13417先打印Before,然后再打印After,而进程13418只打印了一条After,没有打印Before,这是为什么？如下图所示：

fork()之前父进程独立运行，fork()之后，父子两个执行流分别执行。（即fork后，父子都从fork之后开始执行）需要注意的是，fork()之后，谁先执行完全取决于调度器。

由上面的示例可以看出，fork有两个返回值，成功时，子进程返回0.父进程返回子进程的pid；失败返回-1。
fork后父子代码共享，数据写时拷贝（即父子共享一块代码，如果不再写入时，数据也是共享的。但当任意一方试图写入时，便以写实拷贝的方式各自保存一份副本）。

fork失败的原因：1.内存不够。我们知道，创建进程需要给他分配相应的系统资源，而内存是有限的，如果内存不够就会导致不能给新建的进程分配资源，因而创建失败。2.进程太多，占用着资源而没有释放，也会导致创建失败。

vfork和fork的区别在于：
1.vfork父子进程共用同一个地址空间，而fork子进程具有独立的地址空间
2.vfork保证子进程先运行，在它调用exit或_exit后，父进程才能被调度运行。
来看下面的例子：

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

int data = 10;
int main()
{
    pid_t pid = vfork();
    if(pid < 0)
    {
        perror("fork");
    }
    else if(pid == 0)//子进程
    {
        sleep(1);
        data = 20;
        printf("child data is %d\n",data);
        exit(0);
        //return 0；
    }
    else//父进程
    {
        printf("father data is %d\n",data);
    }
    return 0;
}

结果：
这里写图片描述
可以看出，子进程直接改变了父进程的变量值，因为子进程在父进程的地址空间运行。

上述代码如果将子进程的退出方式改为return 0，就会出现段错误，程序异常终止。
这里写图片描述
因为用return 0返回，main函数的栈帧已经释放，父进程从vfork之后开始运行，但栈帧已经销毁，就会出现访问出错。

进程等待

子进程退出时，父进程通过wait()和waitpid()函数来获取子进程退出信息（毕竟你派给子进程的任务，得知道他完成的咋样啊），如果父进程不回收，子进程就会变成僵尸状态，进而导致内存泄露（僵尸进程刀枪不入，即使是杀人不眨眼的kill -9也无能为力，因为谁也没有办法杀死一个已经死去的进程）。

pid_t  wait(int* status)
返回值：
       成功时返回被等待进程的pid，失败返回-1.
参数：
      输出型参数，获取子进程退出信息，不关心设置为NULL

pid_t waitpid(pid_t pid,int* status,int options)
返回值：
      正常,返回等待子进程的pid;
      设置了WNOHANG选项，调用中waitpid发现没有子进程要等，返回0；
      失败返回-1，error会被设置成相应值，以指出错误所在。
参数：
     pid:
          pid = -1,等待任意一个子进程
          pid > 0,等待其进程id与pid相等的子进程
     status:
         WIFEXITED(status):查看进程是否正退出
         WEXITSTATUS(status):产看进程退出码
     options:
         WNOHANG:设置了这个选项，非阻塞式的等待（若pid指定子   进程没有结束，函数返回0，不予以等待，正常结束，返回子进程pid)

测试代码：

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

int main()
{
    pid_t pid = fork();//创建子进程
    if(pid < 0)
    {
        perror("fork");
        exit(1);
    }
    if(pid == 0)//子进程
    {
        printf("pid: %d,ppid: %d\n",getpid(),getppid());
        sleep(10);
        exit(10);
    }
    else//父进程
    {
        int status;
        int ret = wait(&status);//父进程等子进程退出
        if(ret > 0)//异常退出
        {
            printf("sig code: %d\n",status & 0x7F);
        }
        if(ret > 0 && (status & 0x7F) == 0)//正常退出
        {
            printf("child exit code: %d\n",(status>>8) & 0xFF);
        }
    }
    return 0;
}

测试结果：
这里写图片描述
10秒后输出child退出信息

通过在另一个终端发送2号信号来终止这个进程，此时异常退出，输出退出码。

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进程终止

Linux下，进程正常退出方式：
1.在main函数中使用了return返回（return返回后把控制权交给了调用函数)
2.调用exit()或_exit()函数（exit()之后将控制权交给系统)

异常退出：
1.进程收到操作系统发来的某个信号来终止程序。
2.调用abort函数

无论哪种方式退出，最后都会执行内核中的同一段代码，这段代码用来关闭进程已打开的文件描述符和所占用的系统资源。

exit函数和_exit函数：

void exit(int status);

exit最后也会调用_exit,但在调用之前，还做了其他工作：
这里写图片描述
由上图可以看出，_exit直接使进程停止运行，释放其所占有的系统资源，而exit在此基础上做了一些包装，终止前检查该进程打开过哪些文件，将文件缓冲区内容写回文件。

Linux---创建、等待、终止进程

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