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Linux系列

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前言

进程终止是操作系统中，进程的一个重要阶段，他标志着进程生命周期的结束。在Linux下进程终止的方式有很多，接下来我会一一介绍。

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一、进程终止的概念

进程终止是操作系统将正在运行的程序结束掉的过程。当进程终止时，操作系统会回收该进程所占用的系统资源，如内存空间、文件描述符、CPU资源等，确保系统资源高效的利用。

二、进程终止的场景

这里我们仅介绍常见的进程终止场景

场景	原因
任务完成	进程顺利执行完所有预设的任务，达到结束点，自动请求操作系统终止
运行错误	进程执行过程中遇到除零错误、越界访问等
资源不足	进程向操作系统申请的内存资源无法得到满足
用户手动终止	用户通过命令行（kill命令）强制终止进程

总的来说会有下面三种退出场景：
1.代码运行完毕，结果正确
2.代码运行完毕，结果不正确
3.代码异常终止

三、进程终止的实现

我们结合相关代码，对上面的场景逐帧分析

3.1 程序退出码

在我们平时写的代码中，main函数内都会有依据return 0这表示着程序结束时返回0（不同的退出码代表不同的涵义），这个零就是我们所写程序的退出码，但是当我们所写的程序运行出错时，它往往会给我们返回一个非零值，这时什么意思呢？首先我们要知道程序退出码是干什么的：
程序退出码是程序终止时返回给操作系统的一个整数值，用于指示程序的执行结果。它的核心是为调用者提供清晰的状态反馈，以便后续处理。
更详细的内容我会在下文穿插介绍

3.2 运行完毕结果正常

return 终止进程

这是我们接触最多的一种方式：

  1 #include<stdio.h>2 int main()3 {4   printf("I am process...\n");                                                                                                    5   return 0;                                                                                                               6 } 

当我们执行这个程序后，我们只能看到程序运行的结果，程序退出码呢？其实程序退出码，返回是为了给他的父进程（这里的父进程就是bash命令行）查看的，父进程创建出子进程来执行程序时，它需要知道子进程执行的结果（如成功、错误等）程序退出码的作用就是反馈执行状态，通常退出码为零表示成功执行，而非零值，表示不同类型的错误。我们可以通过这个命令查看程序退出码:

echo $?

$?:保存的是最近一次进程退出时的退出码

exit终止进程

想了解更多可以通过man手册查看

exit（n）直接终止进程并返回一个指定的退出码，适用于需要立刻终止进程的场景：

  1 #include<stdio.h>  2 #include<stdlib.h>  3 #include<unistd.h>  4 void test()  5 {  6   printf("I am process...\n");  7   //int *ptr=(int*)malloc(1000*1000*4);  8   exit(11);9   printf("I am process...\n");                                                                               10 }                                                                                                            11 int main()                                                                                                   12 {                                                                                                            13   test();                                                                                                    14   return 0;                                                                                                  15 }         

可以看到当程序执行过，exit(11)后程序直接退出，并返回指定退出码，不再继续向下执行。
exit和return的区别
在主函数中两者是等价的，但是在多层函数调用中，return只表示当前所处函数调用完成，而exit
则会直接终止进程并返回程序退出码，当我们的程序在被调用的函数中出错时，我们就可以使用exit直接终止程序而不是使用return返回主函数再终止，在后面我会给出示例。

_exit终止进程

这个系统调用接口和exit用法一样，但是不同的是：

  1 #include<stdio.h>2 #include<stdlib.h>3 #include<unistd.h>4 void test()5 {6   printf("I am process...");                                                                                                      7   //int *ptr=(int*)malloc(1000*1000*4);8   _exit(11);9   printf("I am process...\n");10 }11 int main()12 {13   test();14   return 0;15 }

_exit在终止进程时，不会刷新缓冲区，而exit会帮助进程刷新缓冲区的资源
注：在测试这一点时打印函数不可以加\n，\n会帮助我们刷新缓冲区资源。

3.3 运行完毕结果异常

strerror 函数

在介绍程序退出码时我们说，不同的退出码对应着不同错误信息，那么我们该如何知道退出码对应的错误信息呢？在库函数中存在strerror函数可以帮助我们：
下面代码打印出0~5程序退出码，所对应的信息。

  1 #include<stdio.h>2 #include<stdlib.h>3 #include<unistd.h>4 #include<string.h>5 int main()6 {7   int i=0;8   for(;i<=5;i++)9   {10     printf("%d->%s\n",i,strerror(i));                                                                                             11   }12   return 0;13 }

errno 全局变量

在C/C++中给我们提供了一个全局，当程序执行错误时，系统会将变量值修改为对应的错误码，并返回（程序退出码），我们可以配合strerror函数之间打印出对应的错误信息：

     1 #include<stdio.h>2 #include<stdlib.h>3 #include<unistd.h>4 #include<string.h>5 #include<errno.h>6 int main()7 {8   int *ptr=(int*)malloc(1000*1000*1000*4);9   if(ptr==NULL)10   {11     printf("malloc error,%d->%s\n",errno,strerror(errno));                                                                      12   }13   return 0;14 }

perror 函数

它就像一个简化版的strerror信息，可以直接输出错误描述，格式为：
用户自定义消息：错误描述

    1 #include<stdio.h>2 #include<stdlib.h>3 #include<unistd.h>4 #include<string.h>5 #include<errno.h>6 int main()7 {8   int *ptr=(int*)malloc(1000*1000*1000*4);9   if(ptr==NULL)10   {11     perror("malloc error:");                                                                                                    12   }                                                                          13   return 0;                                                                  14 }              

3.4 程序异常退出

这里的原因还是比较多的，今天我们先介绍kill，我们可以使用kill系统调用或命令强制终止进程：

kill命令

  1 #include<stdio.h>  2 #include<stdlib.h>  3 #include<unistd.h>  4 #include<string.h>  5 #include<errno.h>  6 int main()  7 {  8   printf("I am prcsess......\n");                                                                                                 9   sleep(100);                                                                                                              10   return 0;                                                                                                               11 }   

这个好像不太好演示......

kill系统调用

第二个参数对应的信号可以通过kill -l查看

  1 #include<stdio.h>2 #include<stdlib.h>                                                                                                                3 #include<signal.h>4 #include<unistd.h>5 int main()6 {7   pid_t id=fork();8   if(id==0)9   {10     while(1)11     {12 13        printf("I am child,pid:%d,ppid%d\n",getpid(),getppid());14        sleep(1);15     }16   }17   else if(id>0)18   {19     sleep(5);20     kill(id,SIGKILL);21   }22   else exit(1);23   return 0;24 }

总结

进程终止是我们在学习Linux系统部分比较重要的一节，本篇我们主要介绍了进程退出码的作用以及如何来获取使用它，这对我们高效的编程有很大的帮助。