Linux----进程控制

进程终止

函数的返回值是做什么用的。函数返回值可以是return，或者exit()：

可以用echo打印最近一个进程的退出码，当然也可以手动其他的值。

其实是子进程返回给父进程的退出码，用于处理子进程。

一个函数，执行完毕，结果正确，返回0；

执行完毕，结果错误，返回其他值，让程序员知道哪里出错了，可以手动设置错误信息；

函数出现异常，没有执行完，给父进程传信号。

C语言中有strerror可以查看错误信息：

这是C语言数字对应错误的信息。

ll指令其实也是程序，当找不存在文件时就会报错，与2对应。ll就是用C语言写的。

return、exit()、_exit()的区别

return与exit()都可以为函数返回值：

但其实，exit()会引起当前进程的终止，如果不在main函数中写，而是在其中的任意一个函数写就会终止，不再执行下面的程序：

接下来说一说exit()与_exit()的区别，最大的区别就是_exit()是系统调用，执行进程直接中止，不会刷新缓冲区的内容，而exit()作为库中的函数，会刷新缓冲区的内容后，再终止进程：

而_exit()：

所以缓冲区肯定不能在虚拟内存中的内核区部分，否则操作系统在终止一个进程肯定不会浪费这么一块资源。

都可以为函数返回值，但是exit()会直接终止进程，_exit()是系统调用，不会刷新缓冲区中的数据。

出现异常时

当进程出现异常时，会将发信号给父进程。如下都是异常的信号，可以使用kill指令让指定进程出现对应的异常

比如：

浮点数异常

进程等待

进程等待是通过系统调用wait/waitpid，来进行对子进程状态检测与回收的的功能。

解决僵尸进程

之前在进程状态时说过，僵尸进程不能使用kill或者ctrl+c杀死，只能通过进程等待来杀掉他，进而解决内存泄露问题。先看看僵尸进程是如何产生的：

可以通过wait()回收子进程资源：

创建多个子进程，并且回收资源：

如果子进程一直不结束，那么wait会使父进程阻塞，如果子进程结束，那么可以回收子进程资源。

退出信息

通过进程等待，获得子进程的退出情况，给子进程布置的任务他完成的怎么样了。

waitpid

这里要用到waitpid：

说明：如果pid参数为-1，效果与wait一致，可以等待任何进程；

如果pid>0，那么会等待对应id的进程；

status为一个输出型参数，怎么理解呢？前面说了进程退出的三种情况：1.正常退出，结果正确；2.正常退出，结果错误；3.出现异常。

那么父进程在接收子进程信息时，就希望知道子进程是否出现异常，出现什么异常？子进程正常退出的话，结果是否正确？如不正确，出现什么错误了？所以在这种情况下，需要将这些信息写在status中。

status格式

可以看一个例子：

子进程退出1，返回的是256，其实就是2的8次方，就是status的第9个位置为1，子进程的退出码给到了status对应的位置。退出码、异常信号对应的值是多少，就填到上面图中对应的位置。

再看一个例子：浮点数错误，返回异常信号

宏信息

还可以使用宏函数来获取退出信息：

WIFEXITED(status): 若为正常终止子进程返回的状态，则为真。（查看进程是否是正常退出），其实就是status&0x7F，如果为0，就返回真。

WEXITSTATUS(status): 若WIFEXITED非零，提取子进程退出码。（查看进程的退出码）其实就是(status>>8)&0xFF

返回状态为0，也就是假，有异常。

waitpid返回值

waitpid正常时，返回等待进程的pid，不正常时，会返回-1，当且仅当它接收的进程不是参数中的id的进程。

waitpid中第三个参数为WNOHANG时，父进程执行到waitpid时，如果子进程还没有结束，直接退出返回0，不会再阻塞等待子进程；而当其为0时，会阻塞等待子进程。

给子进程睡5秒，让父进程快些执行：

父进程没有阻塞等待子进程，先退出了，而子进程称为孤儿进程，父亲变成了init，执行完成后后被处理。

非阻塞轮询访问

如果我们希望用非阻塞的方式等待子进程呢？可以用到非阻塞轮询访问：不等待结果、主动反复检查状态 的一种工作方式。可以用循环+WNOHANG来实现：

进程程序替换

可以使用以下库函数进行程序替换：接下来会给出用法以及原理

单进程程序替换

举一个例子，可以看到在该进程中，并没有打印code end，而是打印code begin后执行了ls程序。这就是程序替换

原理

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(原进程的代码、堆、栈、数据段都被覆盖),从新程序的入口函数开始执行，不会从原 main() 继续执行。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（如进程号、父进程号、文件描述符表（可选保留））。

多进程程序替换

可以看到在子进程内进行程序替换，并不会影响父进程的运行。因为进程间的独立性，子进程发生覆盖时，进行写时拷贝。

exec函数介绍

其中，第一个参数为path的，都是要给出命令(程序)所在的具体路径的，而file直接给出程序名就可以，他自己会去PATH中找对应的程序名；第二个参数一般都是如何执行命令的参数，比如*arg，....，这个是可变参数，可以带很多命令的选项，如果是argv，那么要将命令都写在这个数组中，注意，最后一个参数必须是NULL；有第三个参数的函数，可以所替换的程序传入对应的环境变量。

execl和execlp

可以使用其替换成自己写的程序

与之前ls的path不同，这里给出ls指令的名字就可以成功执行

execv和execvp

注意，参数数组要以nullptr为结尾。两个的区别与上面类似，第一个传入参数。

execle

该函数可以为替换程序传递，在讲这个函数之前，我们首先要清楚，即使我们不使用这个函数为替换程序传递环境变量，它自己也会继承父进程的环境变量：

隐式传环境变量

可以看到，project成功打印了父进程的环境变量，在这里我们使用了putenv函数为替换进程添加了一个环境变量BROTHER，这个环境变量在父进程中是没有的。为什么替换的程序会有父进程的环境变量呢？因为之前说过，进程的命令行参数与环境变量是存在用户虚拟空间中的：

而进程程序替换只替换栈堆数据段和代码段的内容，不会替换别的内容，所以该程序依然存储着父进程的环境变量！

显式传环境变量

如果非要为替换进程传递环境变量呢？可以使用execle函数和environ变量。environ是一个全局变量指针，在所有使用 C/C++ 的进程中都存在。它保存了当前进程的 环境变量表。

还可以自己定义环境变量，覆盖父进程环境变量：

environ

environ 是一个全局变量，保存当前进程的环境变量表（即 char **environ，指向一个以 NULL 结尾的字符串数组，每个元素形如 "KEY=VALUE"）。我们可以通过它访问或修改环境变量，比如查看 PATH 或设置自定义变量。

在 C 程序中使用 environ 时，通常要加上extern char **environ;这是因为 environ 不是在当前源文件里定义的变量，而是在系统的 C 运行库（如 glibc）中定义的。extern 告诉编译器：“这个变量在别的地方定义，我这里只是引用它”。否则编译器会以为你要重新定义一个 environ，导致链接错误或与系统变量冲突。

总结

l(list)	表示参数采用列表
v(vector)	参数用数组
p(path)	有p自动搜索环境变量PATH
e(env)	表示自己维护环境变量

只有execve是真正的系统调用,其它五个函数最终都调用 execve。

调用其他语言

可以使用exec调用其他语言进程，如脚本：

还有python：

之所以可以使用 exec 调用由其他语言编写的程序，是因为 exec 本质上是在操纵进程：它让当前进程的程序内容被新的可执行文件替换，而不是创建新进程。
只要目标程序能够被编译或解释为可执行文件，在操作系统中能以进程形式运行，就可以被 exec 加载执行。