【Linux】进程管理

原创于 2025-12-20 13:32:46 发布 · 593 阅读

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进程创建 - fork函数

进程终止

进程创建 - fork函数

在linux中 fork 函数是非常重要的函数，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>
pid_t fork(void);
返回值：如果成功，子进程中返回0，父进程返回子进程 pid；如果出错返回 -1

使用 for 循环批量创建子进程

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#define N 5 // 创建五个子进程

void runchild()
{
	int cnt = 10;
	while (cnt--)
	{
		printf("I am child,pid : %d,ppid : %d\n", getpid(), getppid());
		sleep(1);
	}
}

int main()
{
	int i = 0;
	for (; i < N; i++)
	{
	    pid_t id = fork();
	    if (id == 0)
	    {
	        runchild();
	        exit(0);
	    }
	}
	
	sleep(1000);
	return 0;
}

进程终止

进程退出场景无非 3 种情况：

代码运行完毕，结果正确
代码运行完毕，结果不正确
代码异常终止

对于第 1 和第 2 两种情况：

为什么 main 函数总是返回 0，它返回给谁？返回 1、2 可不可以？

0 是 main 函数的退出码，表征 main 函数的运行结果正确，0 通常代表 success。main 函数的返回码返回给 bash （父进程），一般父进程要关心子进程的退出码，但父进程只关心子进程结果不正确时的退出码，对于子进程结果正确时的退出码，父进程不关心。子进程结果正确只有一种情况，而子进程结果不正确可能有无数种情况，可以用 return 一个非 0 数字表征不同的出错原因，return 的数字，也叫错误码，可以在 bash 输入 echo $? 查看最近运行完毕的子进程的退出码。为什么要有退出码，因为不是所有程序都要往显示器打印结果。有时候，如果退出码为 0、1、2，父进程知道是什么含义，但人不知道，所以，要有可以将退出码转换为文字信息的工具，这个工具就是 strerror 函数

strerror 函数

这个函数的参数是退出码，返回值是一个字符串，即错误信息，使用时要包含头文件 string.h

#include <string.h>
int main()
{
	int i = 0;
	for (; i < 200; i++) printf("%d: %s\n", i, strerror(i));

	return 0;
}

部分输出结果：

0: Success
1: Operation not permitted
2: No such file or directory
3: No such process
4: Interrupted system call
5: Input/output error
6: No such device or address
7: Argument list too long
8: Exec format error
9: Bad file descriptor
10: No child processes
11: Resource temporarily unavailable
12: Cannot allocate memory
13: Permission denied
14: Bad address
15: Block device required
16: Device or resource busy
17: File exists
18: Invalid cross-device link
19: No such device

故意打开一个不存在的文件，验证 strerror 提供的错误码信息：

全局变量 errno

我们在使用 C 语言提供的库函数时，可能会遇到执行失败的情况，比如用 fopen 打开一个不存在的文件，或者用 malloc 申请超过内存大小的空间，此时它们返回 NULL，我们知道它执行失败了，那如果我们想知道具体的失败的原因，该怎么办呢？原来，C 语言提供的库函数在执行失败时都会把全局变量 errno 设置为特定的数值，表征失败的原因（与 strerror 的对应关系一致），因为 errno 只有一个，所以 errno 存储的是最近的错误信息。使用全局变量 errno 要包含头文件 errno.h

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
int main()
{
	char* p = (char*)malloc(1000 * 1000 * 1000 * 4);
	int ret = 0;
	if (p == NULL)
	{
	    printf("malloc error: %d: %s\n", errno, strerror(errno));
	    ret = errno;
	}
	else
	{
	    // 使用申请的内存                                                                                                                     
	}
	    
	return ret;
}

输出信息：

exit 函数

exit 函数在 main 函数内使用，与 return 语句等价，exit 函数的真正作用是：在任意位置被调用，都可以使进程带着退出码退出，退出码就是 exit 函数的参数。比如在自定义函数中，使用 return 代表函数返回值，exit 代表终止整个程序。

void show()
{
	printf("enter show\n");

	exit(0);

	printf("end show\n");
}

int main()
{
	show();

	printf("Hello Linux!\n");

	return 0;
}

程序只输出了 enter show。

_exit 系统调用

exit 是库函数，最终会调用 _exit 来终止程序，在调用 _exit 之前，会做一些其他的工作，比如将缓冲区的信息打印到屏幕，而 _exit 是系统调用，在调用处直接终止程序，不做其他工作。

验证 _exit 的例子：

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


int main()
{
    printf("you can see me");
    sleep(1);

    _exit(11);
}

说明：printf 输出的内容不加 \n 是为了让信息暂时存储在缓冲区，sleep(1) 的作用是让程序没那么快结束，以便观察结果。最后没有输出 you can see me，说明 _exit 确实是直接终止程序。

printf 函数一定是先把数据写入缓冲区，在合适的时候（遇到 \n，程序结束）再进行刷新，从 exit 和 _exit 的区别可以推断：缓冲区绝对不在操作系统的内核，因为如果在，不管是 exit 还是 _exit 都要刷新缓冲区。

对于第 3 种情况：

问题：如果程序异常终止，退出码还有意义吗？

答案是没有意义，比如一个人考试作弊，那么讨论他考了多少分（退出码）完全没有意义。所以如果要检查一个程序的退出情况，1、先检查是否异常退出，如果是，为什么，如果不是 2、再检查退出码对应的错误信息。程序异常终止的典型情景：除0错误、野指针问题。这些问题会被操作系统识别，操作系统会向进程发送信号来解决问题。一些常见的信号：指令 kill -9 （SIGKILL）杀死进程，kill -8 （SIGFPE）除0错误。可以人为的向进程发送信号，比如向一个没有任何错误的进程发送 SIGFPE 信号（命令行输入 kill -8 进程名），发现进程也被终止了，并且输出“Floating point exception”