Linux——进程等待

本文阐述了进程等待的必要性,避免僵尸进程导致的内存泄漏,并介绍了如何通过wait和waitpid函数来回收子进程资源及获取其退出状态。

进程等待必要性

1.子进程退出,父进程如果不知道子进程退出,就可能造成“僵尸进程”的问题,这就是内存泄露。
2.一旦子进程变成了僵尸进程,KILL - 9也无能为力,没有办法去杀死一个已经死去的进程
3.子进程是父进程为了完成任务而生成的,派发给子进程的任务是否完成了,完成的怎么样,父进程都不知道。父进程需要知道该情况。
4.父进程通过等待的方式,回收子进程的资源,获取子进程退出信息

进程等待方法

API:pid_t wait(int *status)

wait一直阻塞,直到有一个子进程死亡,称为僵尸进程,回收掉僵尸。
返回值:成功:wait返回子进程pid
失败 返回 -1
status:得到子进程的死亡信息

代码如下

这里写图片描述

从代码中看出,如果子进程是正常退出下, 状态码为10。如果退出的状态码不为10,则子进程是被其他信号杀死的。

通过以下指令查看在运行的进程:

 ps -ef | grep wait | grep -v grep

这里写图片描述

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可以看到如果是正常退出,退出码为10。

使用wait() 函数,父进程获取子进程的退出状态。回收了子进程的资源及其知道了分配给子进程的任务是否完成了。

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

pid>0 等待指定子进程
pid=0 等待本进程组的任何一个子进程死亡
pid = -1 等待本进程的任何一个子进程死亡
pid <-1 等待|pid|进程组的任何一个子进程死亡

options: 0阻塞
WNOHANG 非阻塞
如果有子进程处于僵尸状态,回收,如果没有,就返回0

我们还可以使用waitpid进行等待:

这里写图片描述

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### 操作系统中进程与线程的概念 #### 进程 (Process) 进程是操作系统结构的基础,表示程序的一次执行过程。每个进程都有独立的代码和数据空间(指令、栈、堆),具有分配资源的功能单位。进程由文本区(即代码)、数据区以及用户堆栈组成,并且拥有自己的地址空间[^1]。 ```c // 创建新进程的例子 pid_t pid; pid = fork(); // Unix/Linux创建子进程的方式 if (pid < 0){ printf("error in fork!"); } else if(pid == 0){ printf("I am child process"); } else { wait(NULL); // 父进程等待进程结束 } ``` #### 线程 (Thread) 线程有时被称为轻量级进程(Lightweight Process),同一进程内的多个线程共享该进程中大部分的数据和状态信息,如文件描述符、信号处理设置等;但是它们各自有自己的调用栈(call stack) 和寄存器集合(registers set)[^2]。 ```java class MyThread extends Thread{ public void run(){ System.out.println("This is a thread."); } } public class Main { public static void main(String[] args) { new MyThread().start(); } } ``` ### 进程与线程的主要区别 - **定义不同** - 进程是一个具有一定独立功能的程序关于某个数据集上的一次运行活动,而线程则是进程的一个实体,是CPU调度和分派的基本单位[^3]。 - **开销方面** - 启动一个新的进程所需的时间较长,因为这涉及到加载新的环境并初始化所有的上下文。相比之下,启动一个新线程则要快得多,因为它只需要复制父线程的一些属性即可完成创建工作[^4]。 - **资源共享** - 不同进程之间无法直接访问对方的内存区域,如果需要交换数据,则必须通过特定机制实现跨进程通讯(IPC) 。然而,在同一个进程下的各个线程间可以直接读写彼此所在的全局变量或静态方法中的局部变量,因此更容易进行协作工作。 - **通信方式** - 对于多进程而言,通常采用消息队列(message queue), 套接字(socket pair) 或者管道(pipe)等方式来进行相互通信;而对于属于同一进程的不同线程来说,由于它们都处于相同的地址空间内,故可通过共享存储器(shared memory segment)来高效传递信息。 - **调度粒度** - 在现代操作系统里,实际被调度的对象往往是线程而非整个进程——尽管后者确实包含了前者所需的全部资源和支持条件。
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