【Linux进程控制详解】

一、创建进程

使用pid_t fork() 创建一个子进程
进程调用fork，当控制转移到内核fork代码后，内核会做：

• 分配新的内存块和内核数据给子进程
• 将父进程的部分数据结构拷贝给子进程
• 添加子进程到系统列表当中
• fork返回，开始调度器调度

当一个进程调用fork后，就会有两个二进代码相同的进程，它们都运行在同一个地方，但是它们开启不一样的旅程。

所以我们知道fork之前父进程独立执行，fork之后父子进程分流执行。
我们都知道数据段在页表当中的权限是可读的，但是一旦创建了子进程，操作系统会把权限改为只读的。当子进程尝试写入的时候，操作系统就会报错。

操作系统会对当前情况进行判断分类：

判断是不是野指针，如果是就终止进程，不是就会发生写时拷贝，更改回权限

为什么创建子进程后，不直接把数据分开呢？还要写时拷贝？

直接拷贝将父子进程的数据分开是可以的，但是假设子进程对数据是只读的呢？这种情况就没必要进行拷贝了，父进程的代码和数据很小，每次创建子进程都要进行拷贝，这样以来就会产生时间浪费，以及内存的浪费。子进程读取父进程的数据，直接用父进程的就可以了，子进程要进行写入的时候，再给子进程申请。写时拷贝的本质就是一种惰性申请，这样可以提高内存使用率。

为什么要拷贝，能不能直接开辟对应的空间就好了？

不需要，开辟虚拟地址空间就可以了，真正需要用到的时候，操作系统才会做内存级的申请，构建完整的映射关系，本质上是一种惰性的申请。

二、进程终止

进程终止本质上就是释放系统资源，释放进程申请的相关内核数据结构和对应的数据代码

进程退出的场景：

• 代码运行完毕结果正确
• 代码运行完毕结果错误
• 代码异常终止

问题：进程终止的时候操作系统要做什么？

进程终止时，操作系统要释放进程资源，停止CPU对进程的调度，更新进程状态

问题：我们在写代码的时候总是要写return 0(或是return别的数)那这个return返回这个是什么意思呢？给了谁？

return 0我们叫进程退出的退出码，它会被系统获得，让系统辨别该进程的执行情况

为什么要有退出码呢？

我们创建进程来完成任务的时候，进程完成得怎么样我们是要知道结果的吧，那我们要怎么样才能得到结果呢？
进程返回0表示程序运行成功
!0表示失败，例如1、2、3等等

char* strerror(int errnum) //将错误码转化为可读错误信息字符串

由上面程序运行的结果我们可以看到，一共有134个错误，其他都是未知的。
将来这个退出码会被写到PCB中，父进程通过子进程的pid就可以找到子进程，获取子进程的信息，这也就是为什么子进程在退出时，状态会被设置为僵尸状态，不能立即释放所有资源，要保留PCB的原因了。

进程退出的方法

方法一：main()函数进行return n，n 表示该进程的退出码

方法二：调用exit(n)，n表示进程的退出码

方法三：直接调用系统调用_exit(n)

return和exit的对比

我们都知道return一般是函数调用结束的时候，表示进程退出
exit()则表示进程结束，在代码中任何地方调用都会导致进程退出
具体看以下代码：

exit和_exit对比

看下面的代码

运行我们会发现，它前五秒光标一直没有打印出内容，其实它是被写入到缓冲区内，main函数中return表明进程结束，输出缓冲区，在进程结束的时候会自动刷新。同理exit终止进程也会主动刷新缓冲区。而_exit却跟以上两种不同，看以下代码：

_exit会直接终止进程，不会刷新缓冲区

我们都知道库和系统是上下层的关系，系统调用的存在就是为了保证用户安全的访问操作系统，也就是说只有系统调用才可以和操作系统交互。
进程退出的时候需要释放资源，这些工作都是由操作系统完成的，我们调用C语言的库函数exit为什么可以让进程退出呢？答案是进程终止绝对要调用系统调用，必须让操作系统完成真正的进程删除退出，所以库函数的底层一定封装了系统调用。