• 进程控制——进程等待

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    ☂️<3>开发环境：Centos7
    💬<4>前言：之前讲过，子进程退出，父进程如果不管不顾，就可能造成‘僵尸进程’的问题，进而造成内存泄漏。另外，进程一旦变成僵尸状态，那就刀枪不入，“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。父进程通过进程等待的方式，回收子进程资源。

    目录

    一.进程退出场景

    二.进程常见的退出方法

    1. 从main返回

    2. 调用exit

    3.系统调用 _exit 

    4.对比exit()和_exit()

    5.ctrl + c，信号终止

    三.进程等待

     1.进程等待的必要性

     2.进程等待的方法wait方法

     3.进程等待的方法wait方法waitpid方法

    四.获取子进程的status

     1.代码正常终止

     2.代码异常终止

    一.进程退出场景

    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

     见一见这三种情况：

    测试代码程序结束结果正确：

    正常终止（可以通过 echo $? 查看进程退出码）

    1. #include 
    2.  
    3. int main()
    4. {
    5.     printf("***********begin**********\n");
    6.     int sum = 0;
    7.     for (int i = 1; i <= 100; i++)
    8.         sum += i;
    9.     printf("***********end**********\n");
    10.     
    11.     if (sum == 5050)
    12.         return 0;
    13.     else
    14.         return 1;
    15. }

    makefile文件：

    1. proc:proc.c
    2. 	gcc -o $@ $^ -std=c99
    3.  
    4. .PHONY:clean
    5. clean:
    6. 	rm -rf proc

    测试结果：

    测试代码代码运行完毕，结果不正确:

    1. #include 
    2.  
    3. int main()
    4. {
    5.     printf("***********begin**********\n");
    6.     int sum = 0;
    7.     for (int i = 1; i < 100; i++)
    8.         sum += i;
    9.     printf("***********end**********\n");
    10.  
    11.     if (sum == 5050)
    12.         return 0;
    13.     else
    14.         return 1;
    15. }

    测试结果：

     测试代码程序异常终止：

    • 程序异常终止的时候，代码的结果是否正确已经不重要了。
    • 崩溃的本质:进程因为某些原因，导致进程收到了来自操作系统的信号(kill -9)。

    注意：进程的退出码，只有八个比特位表示，如果我们返回的是-1，查询的推出吗是255.

    二.进程常见的退出方法

    1. 从main返回

    我们上述展示的：测试代码程序结束结果正确和测试代码代码运行完毕，结果不正确，都是从main返回的示例。

    2. 调用exit

    测试代码：

    1. #include 
    2. #include 
    3.  
    4. int main()
    5. {
    6.     printf("***********begin**********\n");
    7.     int sum = 0;
    8.     for (int i = 1; i < 100; i++)
    9.         sum += i;
    10.  
    11.     exit(100);
    12.  
    13.     printf("***********end**********\n");
    14.  
    15.     if (sum == 5050)
    16.         return 0;
    17.     else
    18.         return 1;
    19. }

    测试结果：

    3.系统调用 _exit 

    测试代码：

    1. #include 
    2. #include 
    3.  
    4. int main()
    5. {
    6.     printf("***********begin**********\n");
    7.     int sum = 0;
    8.     for (int i = 1; i <= 100; i++)
    9.         sum += i;
    10.  
    11.     _exit(1000);
    12.  
    13.     printf("***********end**********\n");
    14.  
    15.     if (sum == 5050)
    16.         return -1;
    17.     else
    18.         return 1;
    19. }

    测试结果：

    4.对比exit()和_exit()

     测试代码：

    1. #include 
    2. #include 
    3. #include 
    4.  
    5. int main()
    6. {
    7.     printf("hello world");
    8.     exit(0);
    9.  
    10.     return 0;
    11. }

     我们将exit换成_exit:

    1. #include 
    2. #include 
    3. #include 
    4.  
    5. int main()
    6. {
    7.     printf("hello world");
    8.     _exit(0);
    9.  
    10.     return 0;
    11. }

    测试结果：

    注意：

    1. exit在程序退出时，会刷新程序的缓冲区。
    2. _exit在程序推出时，就是单纯的直接退出，不会做任何处理。

    注意：

    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main的返回值当做 exit的参数。

     5.ctrl + c，信号终止

     通过信号的方式直接终止一个进程。

    ctrl + c  就是使用 kill -9 信号直接终止进程。

    测试代码：

    1. #include 
    2. #include 
    3. #include 
    4.  
    5. int main()
    6. {
    7.     while (1)
    8.     {
    9.         printf("hello world\n");
    10.         sleep(1);
    11.     }
    12.  
    13.     return 0;
    14. }

    三.进程等待

     1.进程等待的必要性

    1. 之前讲过，子进程退出，父进程如果不管不顾，就可能造成‘僵尸进程’的问题，进而造成内存泄漏。
    2. 另外，进程一旦变成僵尸状态，那就刀枪不入，“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。
    3. 最后，父进程派给子进程的任务完成的如何，我们需要知道。如，子进程运行完成，结果对还是不对，或者是否正常退出。
    4. 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.进程等待的方法wait方法

    1. #include
    2. #include
    3.  
    4. 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

    见一见僵尸状态：

    测试代码：

    1. #include 
    2. #include 
    3. #include 
    4. #include 
    5. #include 
    6.  
    7. int main()
    8. {
    9.     int id = fork();
    10.  
    11.     if (id == 0) // 子进程
    12.     {
    13.         int n = 5;
    14.         while (n--)
    15.         {
    16.             printf("我是一个子进程,我的pid:%d,我的ppid:%d\n", getgid(), getppid());
    17.             sleep(1);
    18.         }
    19.         return 0;
    20.     }
    21.     else if (id > 0) // 父进程
    22.     {
    23.         int n = 10;
    24.         while (n--)
    25.         {
    26.             printf("我是一个父进程,我的pid:%d,我的ppid:%d\n", getgid(), getppid());
    27.             sleep(1);
    28.         }
    29.     }
    30.     wait(NULL);
    31.     return 0;
    32. }

    测试结果：

     在子进程退出以后，出现了僵尸状态。

     回收僵尸状态：

    1. #include 
    2. #include 
    3. #include 
    4. #include 
    5. #include 
    6.  
    7. int main()
    8. {
    9.     int id = fork();
    10.  
    11.     if (id == 0) // 子进程
    12.     {
    13.         int n = 5;
    14.         while (n--)
    15.         {
    16.             printf("我是一个子进程,我的pid:%d,我的ppid:%d\n", getgid(), getppid());
    17.             sleep(1);
    18.         }
    19.         return 0;
    20.     }
    21.     else if (id > 0) // 父进程
    22.     {
    23.         wait(NULL);//子进程一旦退出就立马回收
    24.         int n = 10;
    25.         while (n--)
    26.         {
    27.             printf("我是一个父进程,我的pid:%d,我的ppid:%d\n", getgid(), getppid());
    28.             sleep(1);
    29.         }
    30.     }
    31.     return 0;
    32. }

    测试结果：

    说明：

    1. 子进程一旦退出，其僵尸状态就会被回收。
    2. 子进程没有退出的时候，父进程阻塞无法执行其他代码。

     3.进程等待的方法wait方法waitpid方法

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

    返回值：

    1. 当正常返回的时候waitpid返回收集到的子进程的进程ID；
    2. 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；
    3. 如果调用中出错,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：

    1. Pid=-1,等待任一个子进程。与wait等效。
    2. Pid>0.等待其进程ID与pid相等的子进程。

    status:

    1. 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）
    2. WEXITSTATUS(status): 若WIFEXITED非零，提取子进程退出码。（查看进程的退出码）

    options:

    1. 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。若正常结束，则返回该子进程的ID。
    2. 0：当子进程还没有退出的时候，父进程阻塞在waitpid()函数处，等待子进程退出。

    阻塞时等待任意一个子进程：

    1. #include 
    2. #include 
    3. #include 
    4. #include 
    5. #include 
    6.  
    7. int main()
    8. {
    9.     int status;
    10.     int id = fork();
    11.  
    12.     if (id == 0) // 子进程
    13.     {
    14.         int n = 5;
    15.         while (n--)
    16.         {
    17.             printf("我是一个子进程,我的pid:%d,我的ppid:%d\n", getgid(), getppid());
    18.             sleep(1);
    19.         }
    20.         return 0;
    21.     }
    22.     else if (id > 0) // 父进程
    23.     {
    24.         waitpid(-1, &status, 0);
    25.         int n = 10;
    26.         while (n--)
    27.         {
    28.             printf("我是一个父进程,我的pid:%d,我的ppid:%d\n", getgid(), getppid());
    29.             sleep(1);
    30.         }
    31.     }
    32.     return 0;
    33. }

    测试结果：

     非阻塞式等待任意一个子进程：

    1. #include 
    2. #include 
    3. #include 
    4. #include 
    5. #include 
    6.  
    7. int main()
    8. {
    9.     int status;
    10.     int id = fork();
    11.  
    12.     if (id == 0) // 子进程
    13.     {
    14.         int n = 5;
    15.         while (n--)
    16.         {
    17.             printf("我是一个子进程,我的pid:%d,我的ppid:%d\n", getgid(), getppid());
    18.             sleep(1);
    19.         }
    20.         return 0;
    21.     }
    22.     else if (id > 0) // 父进程
    23.     {
    24.         int n = 10;
    25.         while (n--)
    26.         {
    27.             pid_t pid = waitpid(-1, &status, WNOHANG);
    28.             if (pid == 0)
    29.             {
    30.                 printf("子进程还未结束\n");
    31.             }
    32.             else
    33.             {
    34.                 printf("子进程已经结束!!!\n");
    35.             }
    36.             printf("我是一个父进程,我的pid:%d,我的ppid:%d\n", getgid(), getppid());
    37.             sleep(1);
    38.         }
    39.     }
    40.     return 0;
    41. }

    测试结果：

    说明：子进程还未结束时，父进程仍然可以自己执行，不受任何影响，如果父进程等待到子进程已经退出，就会回收子进程的僵尸状态。

    • 如果子进程已经退出，调用wait/waitpid时，wait/waitpid会立即返回，并且释放资源，获得子进程退出信息。
    • 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。
    • 如果不存在该子进程，则立即出错返回。

    四.获取子进程的status

    wait和waitpid，都有一个status参数，该参数是一个输出型参数，由操作系统填充。
    如果传递NULL，表示不关心子进程的退出状态信息。
    否则，操作系统会根据该参数，将子进程的退出信息反馈给父进程。
    status不能简单的当作整形来看待，可以当作位图来看待，具体细节如下图（只研究status低16比特位）：

     注意：

    1. 如果进程正常终止，status 后面七位应该是0，代表没有收到信号，前面八位时退出码。
    2. 如果进程异常终止，前面七位不用处，中间一位core dump 标志位，最后七位时收到的信号。

     1.代码正常终止

    1. #include 
    2. #include 
    3. #include 
    4. #include 
    5. #include 
    6.  
    7. int main()
    8. {
    9.     int status;
    10.     pid_t id = fork();
    11.  
    12.     if (id == 0) // 子进程
    13.     {
    14.         int n = 5;
    15.         while (n--)
    16.         {
    17.             printf("我是一个子进程,我的pid:%d,我的ppid:%d\n", getpid(), getppid());
    18.             sleep(1);
    19.         }
    20.         return 100;
    21.     }
    22.     else if (id > 0) // 父进程
    23.     {
    24.         int n = 10;
    25.         while (n--)
    26.         {
    27.             pid_t ret = waitpid(-1, &status, WNOHANG);
    28.             if (ret == 0)
    29.             {
    30.                 printf("子进程还未结束\n");
    31.             }
    32.             else // ret > 0
    33.             {
    34.                 if ((status & 0x7F) == 0) // 后七位结果为0,没有收到信号，正常退出。
    35.                 {
    36.                     printf("子进程正常结束!!!子进程pid:%d,退出码:%d\n", ret, (status >> 8) & 0x7F);
    37.                 }
    38.                 else
    39.                 {
    40.                     printf("子进程异常退出子进程pid:%d,收到信号:%d\n", ret, (status) & 0x3F);
    41.                 }
    42.                 sleep(1);
    43.                 exit(0);
    44.             }
    45.             sleep(1);
    46.             printf("我是一个父进程,我的pid:%d,我的ppid:%d\n", getpid(), getppid());
    47.         }
    48.     }
    49.     return 0;
    50. }

    测试结果：

     2.代码异常终止

    1. #include 
    2. #include 
    3. #include 
    4. #include 
    5. #include 
    6.  
    7. int main()
    8. {
    9.     int status;
    10.     pid_t id = fork();
    11.  
    12.     if (id == 0) // 子进程
    13.     {
    14.         int n = 15;
    15.         while (n--)
    16.         {
    17.             printf("我是一个子进程,我的pid:%d,我的ppid:%d\n", getpid(), getppid());
    18.             sleep(1);
    19.         }
    20.         return 100;
    21.     }
    22.     else if (id > 0) // 父进程
    23.     {
    24.         int n = 10;
    25.         while (n--)
    26.         {
    27.             pid_t ret = waitpid(-1, &status, WNOHANG);
    28.             if (ret == 0)
    29.             {
    30.                 printf("子进程还未结束\n");
    31.             }
    32.             else // ret > 0
    33.             {
    34.                 if ((status & 0x7F) == 0) // 后七位结果为0,没有收到信号，正常退出。
    35.                 {
    36.                     printf("子进程正常结束!!!子进程pid:%d,退出码:%d\n", ret, (status >> 8) & 0x7F);
    37.                 }
    38.                 else
    39.                 {
    40.                     printf("子进程异常退出子进程pid:%d,收到信号:%d\n", ret, (status) & 0x3F);
    41.                 }
    42.                 sleep(1);
    43.                 exit(0);
    44.             }
    45.             sleep(1);
    46.             printf("我是一个父进程,我的pid:%d,我的ppid:%d\n", getpid(), getppid());
    47.         }
    48.     }
    49.     return 0;
    50. }

     注意:如果我们在提取退出码时，不想使用位运算，我们可以直接使用：

    1. 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）
    2. WEXITSTATUS(status): 若WIFEXITED非零，提取子进程退出码。（查看进程的退出码）

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  • 原文地址：https://blog.csdn.net/qq_63943454/article/details/132889742