linux-进程退出

进程终止

进程终止
- 进程终止原因
进程返回值
- echo $?
- exit()和_exit()
父进程获取进程退出码
- wait()方法
- waitpid()方法
- 获取子进程的退出码（status）
进程的非阻塞等待(WNOHANG)
问题

进程终止

进程终止原因

进程终止原因有三种情况。

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

进程终止时，OS要释放进程申请的向相关内核数据结构和对应的数据和代码。（就是释放系统资源）

进程返回值

进程运行后，一般都有返回值，比如说main函数里面的return 0。
而0一般表示:success。非0表示：程序运行的结果不正确。

echo $?

该命令行符号的意义是：获取最近一个进程，执行完毕时的退出码。

  1 #include<stdio.h>
  2 
  3 
  4 int main()
  5 {
  6   printf("hello world\n");
  7   return 111;                                                                                                                                                           
  8 }
~

运行结果如下：
在这里插入图片描述

exit()和_exit()

这两个函数都可以让进程终止，并且返回指定的status。

#include<stdlib.h>
void exit(int status)；
#include<unistd.h>
void _exit(int status);

status是进程的退出状态码。

在这里插入图片描述
从该例子可以看出，exit封装了_exit，并且有更丰富的功能。

如下所示：
打印结尾没有’\n’（\n的作用是输出换行，刷新缓冲区），也能照样打印出该结果来。

 10 int main()
 11 {
 12   printf("hello world");
 13   exit(100);
 14 }

在这里插入图片描述

return 退出：
return退出是一种常见的进程退出的方法。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的返回值当作exit的参数。

父进程获取进程退出码

wait()方法

pid_t wait(int* status)；
参数：这个是输出型参数，获取子进程的退出状态，不关心则可以设置成NULL
返回值：返回被等待进程pid，失败返回-1.

如下代码：父进程在阻塞式等待（一直等待wait的退出码），子进程执行完，父进程才开始执行wait下面的内容。

 1 #include<stdio.h>
  2 #include<unistd.h>
  3 #include<sys/wait.h>
  4 #include<sys/types.h>
  5 #include <stdlib.h>
  6 int main()
  7 {
  8 
  9   pid_t id = fork();
 10 
 11 
 12   if(id==0)
 13   {
 14     //子进程
 15     int cnt = 5;
 16     while(cnt--)
 17     {
 18       printf("我是子进程,我的pid = %d, ppid = %d , %d\n",getpid(), getppid(), cnt);
 19       sleep(1);
 20     }
 21     exit(1);
 22   }
 23   else if(id>0)
 24   {
 25     printf("我是父进程:---------------\n");  
 26     pid_t ret = wait(NULL);
 27     if(ret>0)
 28     {
 29       printf("等待成功，返回值为:%d \n", ret);
 30     }
 31   }
 32   return 0;
 33 }

在这里插入图片描述

waitpid()方法

升级版的wait方法。

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

参数：
pid = -1，等待任何一个子进程，与wait等效。
pid > 0，等待其进程ID与pid相等的子进程。
status：输出型参数：
WIFEXITED(status)：若为正常终止子进程返回的状态，则为真。（查看进程是否正常退出）
WEXITSTATUS(status)：若WIFEXITED非零，提取子进程的退出码。（查看进程的退出码）
options：
WNOHANG：默认为0，表示不使用这个参数。若pid指定的子进程没有结束，则waitpid()函数返回0，不予以等待。若正常结束，则返回该子进程的ID。（用来完成非阻塞等待的接口）

返回值：
正常返回时返回收集到子进程的ID。
如果选项设置了WNOHANG，而调用中waitpid发现没有已退出的子进程可收集，则返回0。
如果调用中出错，则返回-1，这时errno会被设置成相应的值指示错误所在。（可以使用perror打印）。

在这里插入图片描述
将参数设置成:pid = -1，status=NULL，WNOHANG=0时，等价于wait使用。

获取子进程的退出码（status）

有了上面的两个函数之后，我们就能获取子进程的退出码。
实际上status不能简单当作整形来看待，可以当位图来看。具体细节如下，我们只看低16位。
其中8-15位为进程的退出码（退出状态位）。
0~6位为终止信号的数字。
在这里插入图片描述

获取子进程正常退出的退出码：

  1 #include<stdio.h>
  2 #include<unistd.h>  
  3 #include<sys/wait.h> 
  4 #include<sys/types.h>
  5 #include <stdlib.h>
  6 int main()          
  7 {                                                                                                                                                                       
  8   pid_t id = fork();
  9   if(id==0)
 10   {
 11     //子进程
 12     int cnt = 5;
 13     while(cnt--)
 14     {
 15       printf("我是子进程,我的pid = %d, ppid = %d , %d\n",getpid(), getppid(), cnt);
 16       sleep(1);
 17     }
 18     exit(1);   //退出时，返回号码。
 19   }
 20   else if(id>0)
 21   {
 22     int status = 0;
 23     printf("我父进程,我的pid = %d, ppid = %d \n",getpid(), getppid());
 24     pid_t ret = waitpid(id,&status, 0);  //阻塞式等待，一直等，直到子进程退出
 25     if(ret>0)
 26     {        
			printf("等待成功，返回值为ret:%d  子进程退出码:%d ,信号位为：%d \n", ret    , (status>>8)&0xFF,(status&0x7f));//获取高8位，低7位为信号位

 28     }                                                                                            
 29   }                                                                                              
 30   return 0;
 31 }

在这里插入图片描述

若进程非正常退出，它的信号位就可以看出是出什么错了

在子进程运行完之前，使用9号信号杀死它，结果是，状态位为0，信号位为9。
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

使用宏来获取子进程是否正常退出和退出码
代码修改部分如下：参考waitpid参数介绍部分

 24     if(ret>0)
 25     {
 26       if(WIFEXITED(status))
 27       {
 28         //子进程正常退出                                                        
 29         printf("子进程执行完毕，子进程的退出码位：%d \n",WEXITSTATUS(status));
 30       }
 31       else{
 32         printf("子进程异常退出：%d \n",WIFEXITED(status));
 33       }

运行结果如下：
在这里插入图片描述
=程序发生异常，子进程的退出码就没有意义了（因为结果不对，或者子进程都可能没有跑完）。

进程的非阻塞等待(WNOHANG)

就是父进程不能光等，父进程在等待子进程退出码的同时，也可以运行一些东西。

下面为代码示例：（注意使用c++11标准编译）

#include <iostream>
#include<vector>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/wait.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

//定义非阻塞等待父进程干的事情
typedef void (*hander_t)();  //hander_t = void(*)()
std::vector<hander_t> handlers; 
void fun_1()
{
  printf("work_1\n");
}
void fun_2()
{
  printf("work_2\n");
}

void Load()
{
  handlers.push_back(fun_1);
  handlers.push_back(fun_2);
}

int main()
{
  pid_t id = fork();
  if(id==0)
  {
    int cnt = 5;
    while(cnt--)
    {
      printf("I am child, my pid = %d, my ppid = %d, %d \n",getpid(),getppid(),
          cnt);
      sleep(1);
    }
    exit(11);
  }
  else
  {

    int quit = 0;
    while(1)
    {

      int status = 0;
      pid_t ret = waitpid(-1,&status,WNOHANG);
      if(ret>0)
      {
        printf("等待成功,退出码为:%d \n",WEXITSTATUS(status));
        quit = 1;
        break;
      }
      else{
          if(ret==0)
          {
            printf("子进程还没结束，我还得继续干活\n");
            if(handlers.empty()) Load();
            for(hander_t iter : handlers)
            {
              iter();
            }
          }
          if(ret<0)
          {
            printf("child running failed, signal = %d \n", status&&0x7f);
            quit = 1;
            break;
          }
      }
      sleep(1);
    }
 }
}

运行结果就是在等待子进程的退出码的过程中，父进程也在做一些其他的事情。

问题

为什么要用wait/waitpid函数获取退出码呢？全局变量不可以吗？
进程具有独立性，如果数据发生写时拷贝，那么全局变量就会变成两份数据，父进程拿不到。
wait/waitpid系统调用函数如何读取退出码的呢？
因为子进程退出时，变成僵尸进程（资源被释放），但是其pcb仍然保留在内存中，函数通过访问pcb来获取进程的退出码。