一篇文章看懂 Linux 进程的创建、中止、等待与替换-优快云博客

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📚 一篇文章看懂 Linux 进程的创建、中止、等待与替换

全程大白话 + 易懂代码示例

一、什么是 Linux 进程？

进程（Process）简单来说就是 “正在运行的程序”。比如你用浏览器打开这个网页时，浏览器就是一个进程。

进程就像程序的活动分身，每个进程有独立的代码、内存空间、运行状态（PID唯一编号）。

二、进程的创建：`fork()`

想要创建新进程？用 fork()：像细胞分裂一样，复制自己！

代码示例：

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>

int main() {
    pid_t pid = fork();  // 分裂出一个子进程

    if (pid == 0) {
        // 子进程执行的代码
        printf("我是子进程，我的PID是%d，爸爸是%d\n", getpid(), getppid());
    } else if (pid > 0) {
        // 父进程执行的代码
        printf("我是父进程，我的PID是%d，刚创建的子进程PID是%d\n", getpid(), pid);
    } else {
        perror("fork 失败啦！");
    }
    return 0;
}

关键点：

fork() 会复制父进程的全部内容（代码、变量、打开的文件等），但在现代系统采用“写时复制（Copy-On-Write）”优化。
fork() 返回值不同

：
- 父进程 返回子进程的PID（用来追踪和管理孩子）。
- 子进程 返回0（表示自己是儿子）。
父子进程 代码完全相同，但要靠返回值区分身份（执行不同逻辑）。

三、进程的中止：`exit()` 与 `_exit()`

想让进程结束？两个选择：💣

exit(int status):
完美退场！会做 清理工作（刷新缓冲区、关闭文件）。
_exit(int status):
火速下线！直接终止进程，不做任何清理。

代码示例：

#include <stdlib.h> // 用于exit
#include <unistd.h> // 用于_exit

void child_process() {
    printf("子进程：先打印这句话……\n");
    exit(0);               // 输出正常显示
    // _exit(0);          // 可能不输出上一句（如果缓冲区没刷新）
}

四、进程的等待：`wait()` 与 `waitpid()`

当父进程需要 等待子进程结束（有些像等孩子放学），否则会产生“僵尸进程”（已结束但未被回收，占用系统资源）。

wait() 示例：

#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    pid_t pid = fork();
    if (pid == 0) {
        printf("子进程工作中...\n");
        sleep(2);
        exit(10);
    } else {
        int status;
        wait(&status); // 等待子进程结束
        printf("子进程退出了，状态码是 %d\n", WEXITSTATUS(status));
    }
    return 0;
}

关键函数：

wait(int\* status):
阻塞父进程，直到 任意一个子进程退出。
waitpid(pid_t pid, int\* status, int options):
更灵活！可以指定等待某个子进程（pid参数），或设置非阻塞模式（options=WNOHANG）。

五、进程的替换：`exec 家族`

想让子进程 执行一个全新的程序？用 exec 系列函数！

exec 会 替换当前进程的代码段，但PID不变（还是原来那个“身体”，但灵魂已变）。

常用函数：

函数名	特点
`execl("程序路径", args..., NULL)`	参数用逗号分隔，参数列表以`NULL`结尾
`execv("程序路径", args数组)`	参数通过数组传递
`execvp`	自动在PATH环境变量中查找程序

代码示例：

#include <unistd.h>

int main() {
    pid_t pid = fork();
    if (pid == 0) {
        // 子进程替换为执行 "ls -l" 命令
        execlp("/bin/ls", "ls", "-l", NULL);
        // 如果execl执行成功，后续代码不会执行
        perror("替换失败！"); 
        exit(1);
    } else {
        wait(NULL); // 等待子进程完成
    }
    return 0;
}