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linux--------------进程控制(上)

news 来源：原创 2025/6/22 16:48:35

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：

CPU 触发 页错误（Page Fault）
内核检查错误原因是否为 COW
分配新的物理页，复制原页内容
修改故障进程的页表，指向新物理页
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