Linux進程等待和進程替換詳解
進程等待
前面我們了解了如果父進程沒有回收子進程, 那么當子進程接收后, 就會一直處于僵尸狀態(tài), 導致內存泄漏, 那么我們如何讓父進程來回收子進程的資源.
waitpid
我們可以通過 Linux 提供的系統(tǒng)調用函數 wait 系列函數來等待子進程死亡, 并回收資源.
wait函數用于等待任何一個子進程結束, 并回收其資源.
status：指向整數的指針, 用于存儲子進程的退出狀態(tài). 如果不需要這個信息, 可以傳遞NULL.- 成功時返回被等待的子進程的PID, 失敗時返回 -1, 并設置 errno.
waitpid函數允許父進程等待特定的子進程結束
- pid：子進程的PID. 如果為 -1, 則等待任何一個子進程。
- status：同wait函數.
- options：等待選項, 常用的有 WNOHANG (非阻塞等待).
- 成功時返回被等待的子進程的PID. 失敗時返回-1，并設置errno。
一般來說, 用 waitpid 多一點, 因為 waitpid 提供的更為細致的操作.
int main()
{
pid_t id = fork();
if(id<0)
{
perror("fork");
exit(1);
}
if(id==0)//子進程代碼
{
int count = 5;
while(count)
{
printf("[%d]我是子進程,我的pid是: %d\n",count,getpid());
sleep(1);
count--;
}
exit(0);//子進程執(zhí)行完代碼后退出, exit 會直接終止本進程
}
//父進程代碼
waitpid(id,NULL,0);
printf("等待子進程成功!\n");
return 0;
}
可以觀察到, 在等待子進程結束之前, 父進程卡在了 waitpid(), 直到子進程都被等待成功, 父進程才會繼續(xù)向后執(zhí)行.
status 參數
在 wait 和 waitpid 函數中都存在一個 status 的參數.
在 status 中存儲著子進程的退出碼和退出信號.
如果父進程想要了解子進程的退出信息, 可以通過 status 來了解.
status 是一個 int 類型的變量, 一共有 32 個bit, 我們主要看它的低 16 位bit.
那么如何獲取退出狀態(tài) (退出碼) 和 信號
退出狀態(tài) (退出碼): (status >> 8) & 0xFF 退出信號: status & 0x7F
int main()
{
pid_t id = fork();
if(id<0)
{
perror("fork");
exit(1);
}
if(id==0)//子進程代碼
{
int count = 5;
while(count)
{
printf("[%d]我是子進程,我的pid是: %d\n",count,getpid());
sleep(1);
count--;
}
exit(55);//子進程執(zhí)行完代碼后退出
}
//父進程代碼
int status = 0;
waitpid(id,&status,0);
printf("等待子進程成功!\n");
printf("進程退出碼: %d,進程退出信號: %d\n",(status >> 8) & 0xFF,status & 0x7F);
return 0;
} 
當子進程在運行時, 使用 kill -9 617714命令, 來終止子進程, 那么也就能觀察到, 退出信號為 9.
option
在前面的參數解釋中說到, 這是一個等待選項.
父進程可以選擇一直阻塞下去, 直到等到子進程的死亡,
或者當子進程還沒死亡時, 父進程去執(zhí)行其他的代碼. 等一會再來查看子進程是否死亡.
waitpid(pid,&status,WNOHANG); // 非阻塞等待 waitpid(pid,&status,0); // 阻塞等待
int main()
{
pid_t id = fork();
if(id<0)
{
perror("fork");
exit(1);
}
if(id==0)//子進程代碼
{
int count = 5;
while(count)
{
printf("[%d]我是子進程,我的pid是: %d\n",count,getpid());
sleep(1);
count--;
}
exit(55);//子進程執(zhí)行完代碼后退出
}
//父進程代碼
while(1)//循環(huán)訪問子進程退出情況
{
int wait = waitpid(id,NULL,WNOHANG);
if(wait>0)//子進程退出成功
{
printf("子進程退出成功,子進程pid: %d\n",wait);
break;
}
else if(wait==0)//子進程還沒退出,父進程干自己的事情
{
//此處簡單模擬父進程干的事情
printf("我是父進程\n");
}
else //等待子進程退出失敗
{
perror("waitpid");
exit(1);
}
sleep(1);
}
return 0;
}執(zhí)行上面的代碼就能觀察到, 在子進程結束前, 父進程還在向頻幕上打印文字.
進程替換
創(chuàng)建子進程是為了完成一些工作, 但是子進程的代碼和父進程是一樣的,
有可能子進程并不需要執(zhí)行父進程的代碼, 而是執(zhí)行一些其他代碼.
這種場景下, 就可以使用進程替換.
我們?yōu)槭裁床恢苯訉⒆舆M程要執(zhí)行的代碼寫在父進程中呢, 還要去使用進程替換?
1. 如果所有的代碼都放在父進程中, 那么父進程的代碼會有多么的龐大,
這會提高代碼編寫和維護的成本.
2. 進程所執(zhí)行的一定是我們的C/C++程序嗎? 進程也可以執(zhí)行其他的非 C/C++ 程序,
那對于那些非 C/C++ 程序 (java程序), 我們無法將他們和我們所寫的 C/C++ 代碼整合在一起, java 和 C/C++ 的運行環(huán)境都不同.
exec 系列函數
如果想要創(chuàng)建出來的子進程執(zhí)行全新的程序, 可以使用 exec 系列函數進行程序替換.
一共有6個函數, 其中主要分為兩類
1. execl 系列
2. execv 系列
execl
int main()
{
printf("進行程序替換了\n");
int n = execl("/usr/bin/ls","ls","-a","-l",NULL);
if(n==-1)
{
perror("execl");
}
printf("程序替換完畢!\n");
return 0;
} execl參數: 第一個是要執(zhí)行程序的路徑 (/usr/bin/ls),
第二個參數是要執(zhí)行的程序的名稱 (ls),后面的參數到 NULL 之前, 都是要替換的程序參數 (-a, -l, 都是 ls 程序的參數).
execl 中 l, 表示如何將參數傳遞要替換的程序. l 表示通過一個列表的方式,
即向上面的 "-l", "-a"..., 一個列表的形式.
execlp 和 execle 兩個函數則分別多了 p 和 e.
p 則代表要執(zhí)行的程序可以從環(huán)境變量 PATH 中找到, 所以不用寫執(zhí)行程序的路徑.
e 則表示, 可以傳入用戶自己定義的環(huán)境變量 (_env[]) 給程序使用.
int main()
{
printf("我要進行程序替換了...\n");
int n = execlp("ls","-l",NULL);
if(n==-1)
{
perror("execl");
}
printf("程序替換完畢!\n");
return 0;
}
int main()
{
const char* _env[]={"MY_ENV=666",NULL};
printf("我要進行程序替換了...\n");
int n = execle("/usr/bin/ls","ls","-l",NULL,_env);//自己定義一個環(huán)境變量MY_ENV=666傳遞給要去執(zhí)行的程序
if(n==-1)
{
perror("execl");
}
printf("程序替換完畢!\n");
return 0;
} execv
上面的 execl 中的 l, 代表傳參使用列表的形式.
那么 v 很容易就想到了是vector.
所以 execv 函數在給替換的程序傳參時, 是通過一個 vector 來傳參的.
int main()
{
char* const set[]={"ls","-a","-l",NULL};
printf("我要進行程序替換了...\n");
int n = execv("/usr/bin/ls",set);
if(n==-1)
{
perror("execl");
}
printf("程序替換完畢!\n");
return 0;
} 那么剩下的 execvp 和 execvpe 和之前的 execl 系列中的一樣.
p 代表在環(huán)境變量 PATH 中查找, e 可以傳入自己定義的環(huán)境變量.
- l (list): 傳參的方式為使用列表來傳遞
- v (vector): 使用數組來傳遞參數
- p (path): 會在環(huán)境變量 PATH 中查找程序
- e (env): 可以傳遞自己定義的環(huán)境變量
以上就是Linux進程等待和進程替換詳解的詳細內容，更多關于Linux進程等待和替換的資料請關注腳本之家其它相關文章！
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