✨个人主页: Yohifo 🎉所属专栏: Linux学习之旅 🎊每篇一句: 图片来源 🎃操作环境: CentOS 7.6 阿里云远程服务器 Good judgment comes fro
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🎃操作环境: CentOS 7.6 阿里云远程服务器
- Good judgment comes from experience, and a lot of that comes from bad judgment.
- 好的判断力来自经验,其中很多来自糟糕的判断力。
进程
创建后,需要对其进行合理管理,光靠 OS
是无法满足我们的需求的,此时可以运用 进程
控制相关知识,对 进程
进行手动管理,如创建 进程
、终止 进制
、等待 进程
等,其中等待 进程
可以有效解决僵尸 进程
问题
汽车的中控台,可以对汽车进行各种操作
本文涉及的代码都是以 C语言 实现的
在学习 进程控制
相关知识前,先要对回顾如何创建 进程
,涉及一个重要的函数 fork
#include //所需头文件pid_t fork(void);//fork 函数
fork
函数的作用是在当前 进程
下,创建一个 子进程
,子进程
创建后,会为其分配新的内存块和内核数据结构(PCB
),将 父进程
中的数据结构内容拷贝给 子进程
,同时还会继承 父进程
中的环境变量表
PCB
子进程
发生改写行为,会触发写时拷贝机制fork
函数返回类型为 pid_t
,相当于 typedef int
,不过是专门用于进程的,同时它拥有两个返回值:
-1
0
PID
值
通过代码理解 进程
创建
#include #include #include #include //进程等待相关函数头文件int main(){ //创建两个子进程 pid_t id1 = fork(); if(id1 == 0) { //子进程创建成功,创建孙子进程 pid_t id2 = fork(); if(id2 == 0) { printf("我是孙子进程,PID:%d PPID:%d\n", getpid(), getppid()); exit(1); //孙子进程运行结束后,退出 } wait(0); //等待孙子进程运行结束 printf("我是子进程,PID:%d PPID:%d\n", getpid(), getppid()); exit(1); //子进程运行结束后,退出 } wait(0); //等待子进程运行结束 printf("我是父进程,PID:%d PPID:%d\n", getpid(), getppid()); return 0; //父进程运行结束后,退出}
观察结果不难发现,两个子进程已经成功创建,但最晚创建的进程,总是最先运行,这是因为 fork
创建进程后,先执行哪个进程取决于调度器
得到子进程后,此时可以在一个程序中同时执行两个进程!(父进程非阻塞的情况下)
注意:fork 可能创建进程失败
在【进程地址空间】一文中,谈到了写时拷贝机制,实现原理就是通过 页表+MMU
机制,对不同的进程进行空间寻址,达到出现改写行为时,父子进程使用不同真实空间的效果
验证写时拷贝现象很简单,创建子进程后,使其对生命周期长的变量作出修改,再观察父子进程的结果即可
#include #include #include #include //进程等待相关函数头文件const char* ps = "This is an Apple"; //全局属性int main(){ pid_t id = fork(); if(id == 0) { ps = "This is a Banana"; //改写 printf("我是子进程,我认为:%s\n", ps); exit(0); //子进程退出 } wait(0); //等待子进程退出 printf("我是父进程,我认为:%s\n", ps); return 0;}
不难发现,子进程对指针 ps
指向内容做出改变时,父进程并不受影响,这就是写时拷贝机制
ps
地址一致,因为此时是虚拟地址页表+MMU
机制寻址不同的空间写时拷贝机制本质上是一种按需申请资源的策略
注意:
假设某个进程陷入了死循环状态,可以通过特定方法终止此程序,如在命令行中莫名其妙输入了一个指令,导致出现非正常情况,可以通过 ctrl + c
终止当前进程;对于自己写的程序,有多种终止方法,程序退出时,还会有一个退出码,供 父进程
接收
echo $?
main
函数中的最后一条语句 return 0
表示当前程序的退出码,0
表示程序正常退出,可以通过指令 echo $?
查看最近一次子进程运行的 退出码
退出码是给父进程看的,可以判断子进程是否成功运行
子进程运行情况:
进程退出后,OS
会释放对应的 内核数据结构+代码和数据
main
函数退出,表示整个程序退出,而程序中的函数退出,仅表示该函数运行结束
对一个正在运行中的进程,存在两种终止方式:外部终止和内部终止,外部终止时,通过 kill -9 PID
指令,强行终止正在运行中的程序,或者通过 ctrl + c
终止前台运行中的程序
内部终止是通过函数 exit()
或 _exit()
实现的
之前在程序编写时,发生错误行为时,可以通过 exit(-1)
的方式结束程序运行,代码中任意地方调用此函数,都可以提前终止程序
void exit(int status);void _exit(int status);
这两个退出函数,从本质上来说,没有区别,都是退出进程,但在实际使用时,还是存在一些区别,推荐使用 exit()
比如在下面这段程序中,分别使用 exit()
和 _exit()
观察运行结果
int main(){ printf("You can see me"); //exit(-1); //退出程序 //_exit(-1); //第二个函数 return 0;}
使用 exit()
时,输出语句
使用 _exit()
时,并没有任何语句输出
原因:
exit()
是对 _exit()
做的封装实现_exit()
就只是单纯的退出程序exit()
在退出之前还会做一些事,比如冲刷缓冲区,再调用 _exit()
僵尸进程
是一个比较麻烦的问题,如果不对其做出处理,僵尸进程
就会越来越多,导致 内存泄漏
和 标识符
占用问题
子进程运行结束后,父进程没有等待并接收其退出码和退出状态,OS
无法释放对应的 内核数据结构+代码和数据,出现 僵尸进程
为了避免这种情况的出现,父进程可以通过函数等待子进程运行结束,此时父进程属于阻塞状态
注意:
也就是说,父进程必须对子进程负责,确保子进程不会连累 OS
,而子进程执行的结果是否正确,需要我们自行判断
系统提供的父进程等待函数有两个 wait()
和 waitpid()
,后者比较常用
#include #include pid_t wait(int* status);pid_t waitpid(pid_t pid, int* status, int options);
wait()
函数前面已经演示过了,这里着重介绍 waitpid()
返回值及其参数
wait()
中的返回值和参数,包含在 waitpid()
中
返回值:
>0
的值-1
0
参数列表:
pid
表示所等子进程的 PID
status
表示状态,为整型,其中高 16
位不管,低 16
位中,次低 8
位表示退出码,第 7
位表示 core dump
,低 7
位表示终止信号options
为选项,比如可以选择父进程是否需要阻塞等待子进程退出需要特别注意 status
通过代码演示 waitpid()
的使用
int main(){ //演示 waitpid() pid_t id = fork(); //创建子进程 if(id == 0) { int time = 5; int n = 0; while(n < time) { printf("我是子进程,我已经运行了:%d秒 PID:%d PPID:%d\n", n + 1, getpid(), getppid()); sleep(1); n++; } exit(244); //子进程退出 } int status = 0; //状态 pid_t ret = waitpid(id, &status, 0); //参数3 为0,为默认选项 if(ret == -1) { printf("进程等待失败!进程不存在!\n"); } else if(ret == 0) { printf("子进程还在运行中!\n"); } else { printf("进程等待成功,子进程已被回收\n"); } printf("我是父进程, PID:%d PPID:%d\n", getpid(), getppid()); //通过 status 判断子进程运行情况 if((status & 0x7F)) { printf("子进程异常退出,core dump:%d 退出信号:%d\n", (status >> 7) & 1, (status & 0x7F)); } else { printf("子进程正常退出,退出码:%d\n", (status >> 8) & 0xFF); } return 0;}
不发出终止信号,让程序自然跑完
发出终止信号,强行终止进程
waitpid()
的返回值可以帮助我们判断此时进程属于什么状态(在下一份测试代码中表现更明显),而 status
的不同部分,可以帮助我们判断子进程因何而终止,并获取 退出码(终止信号)
在进程的
PCB
中,包含了int _exit_code
和int _exit_signal
这两个信息,可以通过对status
的位操作间接获取其中的值
注意:
status
的位操作需要多画图理解code dump
现阶段用不到,但它是伴随着终止信号出现的如果觉得 (status >> 8) & 0xFF
和 (status & 0x7F)
这两个位运算难记,系统还提供了两个宏来简化代码
WIFEXITED(status)
判断进程退出情况,当宏为真时,表示进程正常退出WEXITSTATUS(status)
相当于 (status >> 8) & 0xFF
,直接获取退出码//options 参数WNOHANG//比如waitpid(id, &status, WNOHANG);
父进程并非需要一直等待子进程运行结束(阻塞等待),可以通过设置 options
参数,进程解除 夯
状态,父进程变成 等待轮询
状态,不断获取子进程状态(是否退出),如果没退出,就可以干点其他事
#include #include #include #include //进程等待相关函数头文件int main(){ //演示 waitpid() pid_t id = fork(); //创建子进程 if(id == 0) { int time = 9; int n = 0; while(n < time) { printf("我是子进程,我已经运行了:%d秒 PID:%d PPID:%d\n", n + 1, getpid(), getppid()); sleep(1); n++; } exit(244); //子进程退出 } int status = 0; //状态 pid_t ret = 0; while(1) { ret = waitpid(id, &status, WNOHANG); //参数3 设置为非阻塞状态 if(ret == -1) { printf("进程等待失败!进程不存在!\n"); break; } else if(ret == 0) { printf("子进程还在运行中!\n"); printf("我可以干一些其他任务\n"); sleep(3); } else { printf("进程等待成功,子进程已被回收\n"); //通过 status 判断子进程运行情况 if(WIFEXITED(status)) { printf("子进程正常退出,退出码:%d\n", WEXITSTATUS(status)); break; } else { printf("子进程异常退出,code dump:%d 退出信号:%d\n", (status >> 7) & 1, (status & 0x7F)); break; } } } return 0;}
程序正常运行,父进程通过 等待轮询
的方式,在子进程执行的同时,执行其他任务
当然也可以通过 kill -9 PID
命令使子进程异常终止
可以看到程序能分别捕捉到正常和异常的情况
注意: 如果不写进程等待函数,会引发僵尸进程问题
以上就是关于 linux进程控制(创建、终止、等待) 的相关知识了,我们学习了 子进程
是如何被创建的,创建后又是如何终止的,以及 子进程
终止 父进程
需要做些什么,有了这些知识后,在对 进程
进行操作时能更加灵活和全面
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来源地址:https://blog.csdn.net/weixin_61437787/article/details/129396689
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本文标题: Linux进程控制【创建、终止、等待】
本文链接: https://www.lsjlt.com/news/376218.html(转载时请注明来源链接)
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