【Linux系统编程】进程退出和回收进程资源

01. 进程退出函数

#include <stdlib.h>

void exit(int status);

功能：

结束调用此函数的进程。

参数：

status：返回给父进程的参数（低 8 位有效），至于这个参数是多少根据需要来填写。

返回值：

无

#include <unistd.h>

void _exit(int status);

功能：

结束调用此函数的进程。

参数：

status：返回给父进程的参数（低 8 位有效），至于这个参数是多少根据需要来填写。

返回值：

无

#include <stdlib.h>

void _Exit(int status);

功能：

结束调用此函数的进程。

参数：

status：返回给父进程的参数（低 8 位有效），至于这个参数是多少根据需要来填写。

返回值：

无

exit() 和 _exit() 函数功能和用法是一样的，无非时所包含的头文件不一样，还有的区别就是：exit()属于标准库函数，_exit()属于系统调用函数。

02. 进程退出讨论

下面的例子验证调用 exit() 函数，会刷新 I/O 缓冲区 。

测试程序:

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <unistd.h>

int main(int argc, char *argv[])

{

printf("hello world"); // 打印，没有换行符"\n"

exit(0); // 结束进程，标准库函数，刷新缓冲区，printf()的内容能打印出来

// _exit(0); // 结束进程，系统调用函数，printf()的内容不会显示到屏幕

while(1); // 不让程序结束

return 0;

}

测试结果如下：

上面的例子，结束进程的时候改为调用 _exit()，代码如下：

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <unistd.h>

int main(int argc, char *argv[])

{

printf("hello world"); // 打印，没有换行符"\n"

//exit(0); // 结束进程，标准库函数，刷新缓冲区，printf()的内容能打印出来

_exit(0); // 结束进程，系统调用函数，printf()的内容不会显示到屏幕

while(1); // 不让程序结束

return 0;

}

printf() 的内容是不会显示出来的，运行结果如下：

接下来，我们一起验证一下结束函数（ return ）和结束进程（ exit() ）的区别。

测试代码如下：

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <unistd.h>

void fun()

{

sleep(2);

return; // 结束 fun() 函数

while(1);

}

int main(int argc, char *argv[])

{

fun();

printf("after fun\n");

while(1); // 不让程序结束

return 0;

}

测试结果如下:

通过上面的运行结果得知，return 的作用只是结束调用 return 的所在函数，只要这个函数不是主函数（ main() ），只要主函数没有结束，return 并不能结束进程。

我们将上面例子 fun() 里的 return 改为 exit()：

测试代码:

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include <unistd.h>

void fun()

{

sleep(2);

exit(0); // 结束当前进程

while(1);

}

int main(int argc, char *argv[])

{

fun();

printf("after fun\n");

while(1); // 不让程序结束

return 0;

}

测试结果:

03. 回收进程资源

3.1 概述

在每个进程退出的时候，内核释放该进程所有的资源、包括打开的文件、占用的内存等。但是仍然为其保留一定的信息，这些信息主要主要指进程控制块PCB的信息（包括进程号、退出状态、运行时间等）。

当一个进程正常或异常终止时，内核就向其父进程发送 SIGCHLD 信号，相当于告诉父亲他哪个儿子挂了，而父进程可以通过 wait() 或 waitpid() 函数等待子进程结束，获取子进程结束时的状态，同时回收他们的资源（相当于，父亲听听死去儿子的遗言同时好好安葬它）。

父进程可以通过调用wait或waitpid得到它的退出状态同时彻底清除掉这个进程。

wait() 和 waitpid() 函数的功能一样，区别在于，wait() 函数会阻塞，waitpid() 可以设置不阻塞，waitpid() 还可以指定等待哪个子进程结束。

注意：

一次wait或waitpid调用只能清理一个子进程，清理多个子进程应使用循环。

3.2 wait函数

#include <sys/types.h>

#include <sys/wait.h>

pid_t wait(int *status);

功能：

等待任意一个子进程结束，如果任意一个子进程结束了，此函数会回收该子进程的资源。

参数：

status : 进程退出时的状态信息。

返回值：

成功：已经结束子进程的进程号

失败： -1

这个退出信息在一个 int 中包含了多个字段，直接使用这个值是没有意义的，我们需要用宏定义取出其中的每个字段。

下面我们来学习一下其中最常用的两个宏定义，取出子进程的退出信息：

WIFEXITED(status)

如果子进程是正常终止的，取出的字段值非零。

WEXITSTATUS(status)

返回子进程的退出状态，退出状态保存在 status 变量的 8~16 位。在用此宏前应先用宏 WIFEXITED 判断子进程是否正常退出，正常退出才可以使用此宏

从本质上讲，系统调用 waitpid() 和 wait() 的作用是完全相同的，但 waitpid() 多出了两个可由用户控制的参数 pid 和 options，从而为我们编程提供了另一种更灵活的方式。

#include <sys/types.h>

#include <sys/wait.h>

pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);

功能：

等待子进程终止，如果子进程终止了，此函数会回收子进程的资源。

参数：

pid : 参数 pid 的值有以下几种类型：

pid > 0 等待进程 ID 等于 pid 的子进程。

pid = 0 等待同一个进程组中的任何子进程，如果子进程已经加入了别的进程组，waitpid 不会等待它。

pid = -1 等待任一子进程，此时 waitpid 和 wait 作用一样。

pid < -1 等待指定进程组中的任何子进程，这个进程组的 ID 等于 pid 的绝对值。

status : 进程退出时的状态信息。和 wait() 用法一样。

options : options 提供了一些额外的选项来控制 waitpid()。

0：同 wait()，阻塞父进程，等待子进程退出。

WNOHANG：没有任何已经结束的子进程，则立即返回。

WUNTRACED：如果子进程暂停了则此函数马上返回，并且不予以理会子进程的结束状态。（由于涉及到一些跟踪调试方面的知识，加之极少用到）

返回值：

waitpid() 的返回值比 wait() 稍微复杂一些，一共有 3 种情况：

1) 当正常返回的时候，waitpid() 返回收集到的已经回收子进程的进程号；

2) 如果设置了选项 WNOHANG，而调用中 waitpid() 发现没有已退出的子进程可等待，则返回 0；

3) 如果调用中出错，则返回-1，这时 errno 会被设置成相应的值以指示错误所在，如：当 pid 所对应的子进程不存在，或此进程存在，但不是调用进程的子进程，waitpid() 就会出错返回，这时 errno 被设置为 ECHILD；

waitpid测试代码

#include <stdio.h>

#include <sys/types.h>

#include <unistd.h>

#include <stdlib.h>

int main(void)

{

pid_t pid = -1;

int i = 0;

int status;

//创建一个子进程

pid = fork();

if (pid < 0)

{

perror("fork");

}

//子进程

if (0 == pid)

{

for (i = 0; i < 10; i++)

{

printf("I am child process pid: %d %d\n", getpid(), i);

//usleep(500000);

sleep(1);

}

exit(10);

}

//父进程

//wait(&status); //等待子进程的状态改变

//WNOHANG 如果没有子进程退出 立即返回

//waitpid(pid, &status, WNOHANG);

waitpid(pid, &status, WUNTRACED);

//如果正常退出 就返回真

if (WIFEXITED(status))

{

printf("正常退出 %d...\n", WEXITSTATUS(status));

}

else if (WIFSIGNALED(status))

{

printf("被信号杀死 %d..\n", WTERMSIG(status));

}

else if (WIFSTOPPED(status))

{

printf("the child process was stopped by delivery of a signal %d\n", WSTOPSIG(status));

}

else if (WIFCONTINUED(status))

{

printf("the child process was resumed by delivery of SIGCONT\n");

}

printf("I am parent process\n");

printf("child pid: %d pid: %d ppid: %d\n", pid, getpid(), getppid());

return 0;

}

执行结果:

04. 附录