Linux进程等待进程终止与程序替换

骑猪看日落 2022-02-23 01:04 273阅读 0赞

## 进程等待 ##

*  概念：进程等待就是子进程的状态改变
 *  作用：避免产生僵尸进程。一个进程在终止时会关闭所有的文件描述符，释放分配在用户空间的内存，但退出原因还保存在PCB中，如果该进程是正常终止，那么它的退出状态就会保存在PCB中，若果该进程不是正常终止，则会将导致进程异常终止的信号保存在PCB中。那么父进程便可以通过调用wait()函数或者waitpid()函数来查看子进程退出信息，然后可以彻底清除掉子进程。
 *  用法： wait()函数 waitpid()函数

**wait()函数**

*  作用：父进程调用wait()函数获取子进程退出信息，回收子进程的残留资源
 *  函数功能  
    阻塞等待子进程退出  
    回收子进程残留资源  
    获取子进程退出状态
 *  函数原型 pid\_t wait(int\* status) 阻塞函数  
    调用成功返回被清理掉的子进程的进程ID,失败则返回-1

**阻塞**：为了完成某功能而发起函数调用，若当前不具备完成条件，则一直等待，直到具备完成条件才返回。反之，若不具有完成条件则立即返回就是**非阻塞**

**waitpid()函数**

*  作用：与wait()函数一样可以回收子进程的资源，但相比wait()函数它更加灵活，它可以指定子进程回收，也可以设置函数位非阻塞态。
 *  函数原型 pid\_t waitpid(pid\_t pid , int \* status ,int options) 默认位阻塞函数  
    参数： pid == -1 与wait()函数一样，等待任意一个子进程;pid > 0 回收指定ID的子进程  
    options: 可设置函数为非阻塞，WNOHANG，若子进程没有结束，则函数返回0，不等待。若正常，则返回子进程的pid

**status**

*  status:通过status可以获取子进程的退出码，status为int型数据，占4个字节，高16位不用，低16位中的高8位保存子进程的返回值，低8位中的高一位存core dump标志（程序异常退出时，是否保存运行信息），低7位保存异常退出的信号值。
 *  如何获取子进程的退出码：( status >> 8 ) & 0xff
 *  如何判断程序是否正常退出： status & 0x7f (异常退出信号值>0)

**注**：wait()和waitpid() 函数一次只会回收一个子进程

## 进程终止 ##

*  终止场景  
    正常退出，结果符合预期  
    正常退出，结果不符合预期  
    异常退出
 *  终止方式  
    main()函数中的return  
    exit()函数 （库函数） 退出前会刷新缓冲区，做出退出收尾工作  
    \_exit()函数 （系统调用接口） 直接退出，释放资源
 *  返回值： 可以通过 echo $? 查看进程的退出码

## 程序替换 ##

*  概念：fork创建子进程后执行的是和父进程相同的程序（但有可能执行不同的代码分支），子进程往往要调用一种exec函数以执行另一个程序。当进程调用一种exec函数时，该进程的用户空间代码和数据完全被新程序替换，从新程序的启动例程开始执行。调用exec并不创建新进程，所以调用exec前后该进程的id并未改变。将当前进程的.text、.data替换为所要加载的程序的.text、.data，然后让进程从新的.text第一条指令开始执行，但进程ID不变，换核不换壳。
 *  exec函数族  
    int execl(const char \*path, const char \*arg, …);  
    int execlp(const char \*file, const char \*arg, …);  
    int execle(const char \*path, const char \*arg, …, char \*const envp\[\]);  
    int execv(const char \*path, char \*const argv\[\]);  
    int execvp(const char \*file, char \*const argv\[\]);  
    int execve(const char \*path, char \*const argv\[\], char \*const envp\[\]);
 *  有没有P的区别：是否自动到PATH路径下查找指定文件
 *  有没有e的区别;是否自定义环境变量
 *  exec函数族一般规律  
    exec函数一旦调用成功即执行新的程序，不返回。只有失败才返回，错误值-1。所以通常我们直接在exec函数调用后直接调用perror()和exit()，无需if判断。  
    l (list) 命令行参数列表 p (path) 搜素file时使用path变量 v (vector) 使用命令行参数数组  
    e (environment) 使用环境变量数组,不使用进程原有的环境变量，设置新加载程序运行的环境变量  
    事实上，只有execve是真正的系统调用，其它五个函数最终都调用execve

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