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Linux进程控制

news 2025/6/26 21:26:46

进程终止

一、进程退出场景

二、进程常见退出方法

进程等待

为什么有进程等待

什么是进程等待

怎么做到进程等待

wait

waitpid

进程终止

在 Linux 编程的世界里，进程的生命周期管理是极为关键的内容，而进程终止作为其中一个重要环节，有着丰富的细节和不同的实现方式。今天，我们就深入探讨 Linux 进程终止的相关知识，带你全面了解进程退出场景、常见退出方法以及背后的原理。

一、进程退出场景

（一）代码运行完毕，结果正确（不关心）

（二）代码运行完毕，结果不正确

虽然代码完整地执行了，但由于算法逻辑瑕疵、数据处理失误等原因，导致最终结果与预期不符。例如，在一个排序程序中，因排序算法实现有误，输出的序列并非有序的，进程虽然运行结束，但结果不正确，这提示我们需要去排查程序的逻辑错误。

（三）代码异常终止

这种情况就比较糟糕了，进程在运行过程中遇到了意外状况，无法继续正常执行而被迫终止。常见的如访问了非法内存地址（ segmentation fault ）、除零错误（ floating point exception ）等，系统会发送相应信号，让进程异常退出，以此来保护系统的稳定性和安全性。此时不关心退出码，更关心为什么抛异常（进程收到对应信号）

进程是否正确可以通过return返回值进行判断，

返回值表示含义如下

二、进程常见退出方法

（一）正常终止

正常终止的进程，我们可以通过在终端执行 echo $? 命令来查看进程退出码，退出码能反映进程的退出状态。主要有以下几种方式：

1. 从 main 返回

在 C 语言程序中， main 函数是程序的入口，当 main 函数执行到 return 语句时，进程会正常终止。 return 的值会作为进程的退出码，父进程可以通过相关机制获取这个值，以此了解子进程的运行结果。例如：

#include <stdio.h>
int main() {printf("This is a simple program.\n");return 0; // 进程正常终止，退出码为 0
}

这里 return 0 表示程序正常运行结束，若 return 其他非零值，一般可用来表示程序运行中出现了某种自定义的“异常”情况，方便父进程做相应处理。

2. 调用 exit

exit 函数是一个常用的进程正常终止函数，其声明为：

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

（注意：头文件是 <stdlib.h>  ，不是文中提到的 <unistd.h>  ，文中此处可能笔误）
exit  函数在使进程终止前，会做一系列清理工作：
3. _exit

_exit  函数的声明为：

#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 系列函数来获取该值。需要注意的是，虽然 status 是 int 类型，但仅有低 8 位可以被父进程所用。所以当 _exit(-1) 时，在终端执行 echo $? 会发现返回值是 255（因为 -1 的补码在低 8 位表示为 255 ）。 _exit 函数相对比较“直接”，它不会像 exit 那样做复杂的清理工作，只是简单地终止进程，关闭进程相关的资源，把状态返回给父进程。

我们来看一个对比 exit 和 _exit 行为的实例：

示例 1：使用 exit 的情况

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main() {printf("dlihmr"); exit(0); 
}

这里 printf("hello"); 的输出内容，因为 exit 会刷新缓冲区，所以 “hello” 会被输出到终端。

示例 2：使用 _exit 的情况

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main() {printf("dlihmr"); _exit(0); 
}

由于 _exit 不会刷新缓冲区， printf 输出的 “hello” 还在缓冲区中，没来得及输出到终端，进程就终止了，所以看不到输出内容。缓冲区一定不在内核，而是在用户空间。
echo $?是返回上级最近进程的退出码

errno的使用

errno 是记录系统最后一次错误代码的机制，它本质是一个 int 类型的值，在 <errno.h> 头文件中定义。当 Linux C 等环境下的 API 函数发生异常时，通常会将 errno 变量（使用时需包含 errno.h 头文件）赋予一个整数值，不同数值对应不同错误含义，借助它能推测程序出错原因，是调试程序的重要手段。比如调用 open 函数打开文件失败，可通过查看 errno 知晓是文件不存在、权限不足等具体问题。

（二）异常退出

最常见的就是我们在终端按下 ctrl + c ，这会向进程发送 SIGINT 信号（中断信号），进程接收到这个信号后会异常终止。当然，系统还有其他多种信号可以让进程异常退出，比如 SIGSEGV （段错误信号）、 SIGFPE （浮点异常信号）等，当进程触发相应的错误条件时，系统会发送这些信号，促使进程异常退出，以此来告知用户或父进程，程序运行出现了严重问题。
结合kill演示

给予对应的kill退出指令，进程会按要求结束返回错误码
三、return 退出补充说明

return 是在函数中常用的退出方式，在 main 函数中，执行 return n 等同于执行 exit(n) 。因为调用 main 函数的运行时函数（可以简单理解为系统启动 main 执行的相关底层逻辑）会将 main 的返回值当做 exit 的参数，进而按照 exit 的流程去终止进程。例如：

#include <stdio.h>
int main() {printf("Program is ending...\n");return 2; // 等同于 exit(2)，进程终止，退出码为 2
}

这样的设计让我们在编写简单程序时，使用 return 就能方便地实现进程的正常终止，并且传递退出码。

四、总结

进程终止在 Linux 进程管理中占据重要地位，不同的退出场景对应着程序不同的运行结果状态。而 return （在 main 中）、 exit 、 _exit 等不同的退出方法，有着各自的特点和适用场景。 _exit 简单直接，适合对清理要求不高、追求快速终止的情况； exit 因为具备丰富的清理机制，在一般的应用程序中，当需要妥善处理资源释放、保证数据完整性时，更为常用； return 则在 main 函数中提供了简洁的退出方式，和 exit 有着紧密的联系。

进程等待

为什么有进程等待

僵尸进程无法杀死，需要进程等待来消灭他，进而解决内存泄漏问题--必须解决的

我们要通过进程等待，获得子进程退出情况--知道我们给子进程的任务，他完成的怎么样--不必要

什么是进程等待

通过调用wait/waitpid，来进行堆子进程进行状态检测与回收功能！

怎么做到进程等待

代码：

原理：

我们发现，子进程在运行结束后成为僵尸进程，状态Z。

父进程通过调用wait/waitpid，来进行僵尸进程的回收问题。

wait

运行结果

我们发现5s后子进程变为僵尸进程，当再过5s父进程结束wait等待回收子进程pid，子进程成功释放。

因此，进程等待是必须的（回收僵尸进程，避免内存泄漏）

wait是等待任意子进程

父进程执行for循环，子进程内部创建

回收操作

子进程运行结束变为僵尸进程之后成功回收

如果子进程一直不死，那么父进程也不死，默认wait时，调用这个系统调用时不返回，默认叫做阻塞状态。（类似于scanf等待输入操作）

waitpid

wait的功能waitpid子集

pid_ t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);
返回值：
当正常返回的时候waitpid返回收集到的子进程的进程ID；
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；
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：
Pid=-1,等待任一个子进程。与wait等效。
Pid>0.等待其进程ID与pid相等的子进程。
status:
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）

WEXITSTATUS(status): 若WIFEXITED非零，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，不予以等待。若正常结束，则返回该子进程的ID。（见下文第三个参数）