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linux--------------进程控制

news 来源：原创 2025/7/6 23:45:50

1.进程创建

1.1fork函数初识

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：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⻉⾄⼦进程
• 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。

1.2 fork的返回值

fork() 是 Unix/Linux 系统创建新进程的系统调用，其特殊之处在于 "一次调用，两次返回"：

  • 在父进程中返回 子进程的 PID（>0）

  • 在子进程中返回 0

  • 出错时返回 -1

1.3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，便以写时拷⻉的⽅ 式各⾃⼀份副本。具体⻅下图
核心概念：
写时拷贝是一种  延迟内存复制 的优化策略，父子进程  共享同一份物理内存，直到某个进程尝试  修改内存页 时，操作系统才会进行实际复制
关于触发写实拷贝的条件是：

  1. CPU 触发 页错误（Page Fault）

  2. 内核检查错误原因是否为 COW

  3. 分配新的物理页，复制原页内容

  4. 修改故障进程的页表，指向新物理页

  5. 恢复进程执行

1。4 fork调⽤失败的原因
系统中有太多的进程
实际⽤⼾的进程数超过了限制

2.终止进程

进程终⽌的本质是释放系统资源，就是释放进程申请的相关内核数据结构和对应的数据和代码
2-1 进程退出场景
• 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
2-2 进程常⻅退出⽅法
正常终⽌（可以通过 echo $? 查看进程退出码）：
1. 从main返回
2. 调⽤exit
3. _exit
2-2-1 退出码
退出码（退出状态）可以告诉我们最后⼀次执⾏的命令的状态。在命令结束以后，我们可以知道命令
是成功完成的还是以错误结束的。其基本思想是，程序返回退出代码 0 时表⽰执⾏成功，没有问题。
代码 1 或 0 以外的任何代码都被视为不成功。
Linux Shell 中的主要退出码
2.3 exit函数

1. 标准库函数 vs 系统调用

函数原型所属标准关键差异
void exit(int status)C标准库执行完整清理：刷新缓冲区、调用atexit注册函数
void _exit(int status)POSIX系统调用直接终止进程，不执行I/O缓冲清理

资源回收关键机制

资源类型处理方式例外情况
文件描述符全部关闭无
内存泄漏用户态内存不会自动释放需依赖OS内核回收
临时文件未删除的临时文件保留需手动unlink
共享内存引用计数减1计数为0时才释放

注意事项：

1. 多线程环境

  • 调用exit()会终止 整个进程（所有线程）

  • 替代方案：

    • pthread_exit() 终止当前线程

    • 主线程使用return退出

2. 信号处理冲突

  • 在信号处理函数中调用exit()是安全的

  • 避免在SIGKILL/SIGSTOP处理中操作（信号不可捕获）

2-3-1 return退出
return是⼀种更常⻅的退出进程⽅法。执⾏return n等同于执⾏exit(n),因为调⽤main的运⾏时函数会 将main的返回值当做 exit的参数。

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