Linux系統編程——進程的控制：結束進程、等待進程結束，linux進程

Linux系統編程——進程的控制：結束進程、等待進程結束，linux進程
結束進程

首先，我們回顧一下 C 語言中 continue, break, return 的作用：

continue: 結束本次迴圈

break: 跳出整個迴圈，或跳出 switch() 語句

return: 結束當前函數

而我們可以通過 exit() 或 _exit() 來結束當前進程。

所需標頭檔：

#include <stdlib.h> 

void exit(int value);

功能：

結束調用此函數的進程。

參數：

status：返回給父進程的參數（低 8 位有效），至於這個參數是多少根據需要來填寫。

返回值：

無

所需標頭檔：

#include <unistd.h>

void _exit(int value);

功能：

結束調用此函數的進程。

參數：

status：返回給父進程的參數（低 8 位有效），至於這個參數是多少根據需要來填寫。

返回值：

無

exit() 和 _exit() 函數功能和用法是一樣的，無非時所包含的標頭檔不一樣，還有的區別就是：exit()屬於標準庫函數，_exit()屬於系統調用函數。

下面的例子驗證調用 exit() 函數，會重新整理 I/O 緩衝區（關於緩衝區的更多詳情，請看《淺談標準I/O緩衝區》）：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>int main(int argc, char *argv[]){printf("hi, mike, you are so good"); // 列印，沒有分行符號"\n"exit(0);      // 結束進程，標準庫函數，重新整理緩衝區，printf()的內容能列印出來// _exit(0);  // 結束進程，系統調用函數，printf()的內容不會顯示到螢幕while(1);// 不讓程式結束return 0;}

運行結果如下：

上面的例子，結束進程的時候改為調用 _exit()，代碼如下：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>int main(int argc, char *argv[]){printf("hi, mike, you are so good"); // 列印，沒有分行符號"\n"//exit(0);      // 結束進程，標準庫函數，重新整理緩衝區，printf()的內容能列印出來_exit(0);  // 結束進程，系統調用函數，printf()的內容不會顯示到螢幕while(1);// 不讓程式結束return 0;}

printf() 的內容是不會顯示出來的，運行結果如下：

接下來，我們一起驗證一下結束函數（ return ）和結束進程（ exit() ）的區別。

測試代碼如下：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>void fun(){sleep(2);return;  // 結束 fun() 函數while(1);}int main(int argc, char *argv[]){fun();printf("after fun\n");while(1);// 不讓程式結束return 0;}

運行結果如下：

通過上面的運行結果得知，return 的作用只是結束調用 return 的所在函數，只要這個函數不是主函數（ main() ），只要主函數沒有結束，return 並不能結束進程。

我們將上面例子 fun() 裡的 return 改為 exit()：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>void fun(){sleep(2);exit(0);  // 結束當前進程while(1);}int main(int argc, char *argv[]){fun();printf("after fun\n");while(1);// 不讓程式結束return 0;}

exit() 是可以結束 fun() 所在的進程，即可讓程式結束運行，結果圖如下：

等待進程結束

當一個進程正常或異常終止時，核心就向其父進程發送 SIGCHLD 訊號，相當於告訴父親他哪個兒子掛了，而父進程可以通過 wait() 或 waitpid() 函數等待子進程結束，擷取子進程結束時的狀態，同時回收他們的資源（相當於，父親聽聽死去兒子的遺言同時好好安葬它）。

wait() 和 waitpid() 函數的功能一樣，區別在於，wait() 函數會阻塞，waitpid() 可以設定不阻塞，waitpid() 還可以指定等待哪個子進程結束。

所需標頭檔：

#include <sys/types.h>

#include <sys/wait.h>

pid_t wait(int *status);

功能：

等待任意一個子進程結束，如果任意一個子進程結束了，此函數會回收該子進程的資源（資源主要指核心進程式控制制塊結構體的資源，如，回收其進程號，讓別的進程可以重用此號碼）。

調用 wait() 函數的進程會掛起（阻塞），直到它的一個子進程退出或收到一個不能被忽視的訊號時才被喚醒（相當於繼續往下執行）。

若調用進程沒有子進程，該函數立即返回；若它的子進程已經結束，該函數同樣會立即返回，並且會回收那個早已結束進程的資源。

所以，wait()函數的主要功能為回收已經結束子進程的資源。

參數：

status: 進程退出時的狀態資訊。

如果參數 status 的值不是 NULL，wait() 就會把子進程退出時的狀態取出並存入其中，這是一個整數值（int），指出了子進程是正常退出還是被非正常結束的。

這個退出資訊在一個 int 中包含了多個欄位，直接使用這個值是沒有意義的，我們需要用宏定義取出其中的每個欄位。

下面我們來學習一下其中最常用的兩個宏定義，取出子進程的退出資訊：

WIFEXITED(status)

如果子進程是正常終止的，取出的欄位值非零。

WEXITSTATUS(status)

返回子進程的退出狀態，退出狀態儲存在 status 變數的 8~16 位。在用此宏前應先用宏 WIFEXITED 判斷子進程是否正常退出，正常退出才可以使用此宏。

返回值：

成功：已經結束子進程的進程號

失敗：-1

從本質上講，系統調用 waitpid() 和 wait() 的作用是完全相同的，但 waitpid() 多出了兩個可由使用者控制的參數 pid 和 options，從而為我們編程提供了另一種更靈活的方式。

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

功能：

等待子進程終止，如果子進程終止了，此函數會回收子進程的資源。

參數：

pid: 參數 pid 的值有以下幾種類型：

pid > 0

等待進程 ID 等於 pid 的子進程。

pid = 0

等待同一個進程組中的任何子進程，如果子進程已經加入了別的進程組，waitpid 不會等待它。

pid = -1

等待任一子進程，此時 waitpid 和 wait 作用一樣。

pid < -1

等待指定進程組中的任何子進程，這個進程組的 ID 等於 pid 的絕對值。

status: 進程退出時的狀態資訊。和 wait() 用法一樣。

options: options 提供了一些額外的選項來控制 waitpid()。

0：

同 wait()，阻塞父進程，等待子進程退出。

WNOHANG；

沒有任何已經結束的子進程，則立即返回。

WUNTRACED：

如果子進程暫停了則此函數馬上返回，並且不予以理會子進程的結束狀態。（由於涉及到一些跟蹤調試方面的知識，加之極少用到，這裡就不多費筆墨了，有興趣的讀者可以自行查閱相關材料）

返回值：

waitpid() 的返回值比 wait() 稍微複雜一些，一共有 3 種情況：

當正常返回的時候，waitpid() 返回收集到的已經子進程的進程號；

如果設定了選項 WNOHANG，而調用中 waitpid() 發現沒有已退出的子進程可等待，則返回 0；

如果調用中出錯，則返回 -1，這時 errno 會被設定成相應的值以指示錯誤所在，如：當 pid 所對應的子進程不存在，或此進程存在，但不是調用進程的子進程，waitpid() 就會出錯返回，這時 errno 被設定為 ECHILD；

測試例子：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <sys/types.h>#include <sys/wait.h>int main(int argc, char *argv[]){pid_t pid;pid = fork(); // 建立進程if( pid < 0 ){ // 出錯perror("fork");exit(0);}if( pid == 0 ){// 子進程int i = 0;for(i=0;i<5;i++){printf("this is son process\n");sleep(1);}_exit(2); // 子進程退出，數字 2 為子進程退出的狀態}else if( pid > 0){ // 父進程int status = 0;// 等待子進程結束，回收子進程的資源// 此函數會阻塞// status 某個欄位儲存子進程調用 _exit(2) 的 2，需要用宏定義取出wait(&status); // waitpid(-1, &status, 0); // 和 wait() 沒區別，0：阻塞// waitpid(pid, &status, 0); // 指定等待進程號為 pid 的子進程， 0 阻塞// waitpid(pid, &status, WNOHANG); // WNOHANG：不阻塞if(WIFEXITED(status) != 0){ // 子進程是否正常終止printf("son process return %d\n", WEXITSTATUS(status));}printf("this is father process\n");}return 0;}

運行結果如下：

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