【Linux操作系统】 -- 进程的控制--进程的等待_linux 脚本等待10秒-优快云博客

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本文详细介绍了Linux操作系统中进程的控制，特别是关于进程的等待。首先，讨论了`fork`函数的使用，包括其返回值和常规用法。接着，探讨了进程的终止，包括不同类型的退出场景和退出码的含义。然后，重点讲解了进程等待的必要性和方法，如`wait`和`waitpid`函数，强调了`waitpid`中的`status`理解和`options`选项。文章通过实例展示了如何获取并解析子进程的退出码和信号，强调了进程等待在资源管理和信息传递中的重要性。

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fork函数初识

在linux中fork函数时非常重要的函数，它从已存在进程中创建一个新进程。新进程为子进程，而原进程为父进程

#include <unistd.h>（通过man fork可查看）
pid_t fork(void);
返回值：自进程中返回0，父进程返回子进程id，出错返回-1

进程调用fork，当控制转移到内核中的fork代码后，内核做：

分配新的内存块和内核数据结构给子进程
将父进程部分数据结构内容拷贝至子进程
添加子进程到系统进程列表当中
fork返回，开始调度器调度

当一个进程调用fork之后，就有两个二进制代码相同的进程。而且它们都运行到相同的地方。但每个进程都将可以开始它们自己的旅程，看如下程序

int main( void )
{
    pid_t pid;
    printf("Before: pid is %d\n", getpid());
    if ( (pid=fork()) == -1 )perror("fork()"),exit(1);
    printf("After:pid is %d, fork return %d\n", getpid(), pid);
    sleep(1);
    return 0;
}

运行结果：
[root@localhost linux]# ./a.out
Before: pid is 43676
After:pid is 43676, fork return 43677
After:pid is 43677, fork return 0

这里看到了三行输出，一行before，两行after。进程43676先打印before消息，然后它有打印after。另一个after消息有43677打印的。注意到进程43677没有打印before，为什么呢？如下图所示

所以，fork之前父进程独立执行，fork之后，父子两个执行流分别执行。注意，fork之后，谁先执行完全由调度器决定。

fork函数返回值

子进程返回0，
父进程返回的是子进程的pid

写时拷贝

通常，父子代码共享，父子再不写入时，数据也是共享的，当任意一方试图写入，便以写时拷贝的方式各自一份副本。

fork常规用法

一个父进程希望复制自己，使父子进程同时执行不同的代码段。例如，父进程等待客户端请求，生成子进程来处理请求。
一个进程要执行一个不同的程序。例如子进程从fork返回后，调用exec函数

fork调用失败的原因

系统中有太多的进程
实际用户的进程数超过了限制

进程终止

进程退出场景

代码运行完毕，结果正常
代码运行完毕，结果不正常
代码异常终止

当我们写了这样一个程序，我们写了一个makefile文件，用来运行编译程序

[wjy@VM-24-9-centos 16]$ cat makefile
myproc:myproc.c
	gcc -o $@ $^
.PHONY:clean
clean:
	rm -r myproc

[wjy@VM-24-9-centos 16]$ cat myproc.c
#include <stdio.h>

int main()
{
  printf("hello world\n");
  return 100;
}
[wjy@VM-24-9-centos 16]$ make
gcc -o myproc myproc.c
[wjy@VM-24-9-centos 16]$ ./myproc
hello world
[wjy@VM-24-9-centos 16]$ echo $?
100
[wjy@VM-24-9-centos 16]$ echo $?
0
[wjy@VM-24-9-centos 16]$ echo $?
0

每次echo $?都会显示上一个程序的退出码。echo无论是一个进程还是一个命令，命令大部分进程下都是一个进程，在命令行当中，每次echo获得的退出码都是一样的，都是0。这时运行完毕结果正确的情况下的返回值。

当ls后面带上的选项比如-a,-b,-c，有些选项是不支持的。当带上错误选项的时候，ls直接终止，当用echo测试他的退出码的时候，是2，它的退出码相当于main函数的返回值，这里的2是代码运行完毕，结果不正确的返回值。

[wjy@VM-24-9-centos 16]$ ls -a -b -c -d -e
ls: invalid option -- 'e'
Try 'ls --help' for more information.
[wjy@VM-24-9-centos 16]$ echo $?
2

以上两种情况是在代码运行完毕后的表现结果：

0代表运行成功的返回值（success）
非0，也就是运行完毕，结果不正确的返回值(failed)，非0的每一个数字，都是错误运行的原因，表明程序为什么运行错误。通过返回不同的数字，表示每一种错误的情况。

strerror:用来把数字转化成错误信息。

非0，每一种都代表一种错误原因，这里的错误信息都是基于C语言的库实现的，如果不想用系统给的，也可以自己实现，自己定义一个指针数组，如char* arr[140]，每一个指针存放一种错误码信息，下标代表错误码编号。

[wjy@VM-24-9-centos 16]$ cat myproc.c
#include <stdio.h>
#include <string.h>//strerror的头文件
int main()
{
  for(int i=0;i<140;i++)
  {
    printf("%d:%s\n",i,strerror(i));
  }
  return 0;
}
//错误码信息
[wjy@VM-24-9-centos 16]$ ./myproc
0:Success
1:Operation not permitted
2:No such file or directory
3:No such process
//...中间太多就不放出来了

//打印到133就没有了，所以错误码信息从0开始一共有134个
132:Operation not possible due to RF-kill
133:Memory page has hardware error
134:Unknown error 134
135:Unknown error 135
136:Unknown error 136
137:Unknown error 137
138:Unknown error 138
139:Unknown error 139

所以当用ls命令要显示一个文件，但是报出错误信息，告诉我们没有这个文件，用echo $?查看错误码，是2，再对应上面的表，发现2对应的信息就是No such file or directory。

[wjy@VM-24-9-centos 16]$ ls -a myfile.txt
ls: cannot access myfile.txt: No such file or directory
[wjy@VM-24-9-centos 16]$ echo $?
2

第三种情况是代码异常终止。

下面这段代码，make编译时候会报错，运行