初识Linux · 进程终止

前言：

由上文的地址空间的学习，我们已经知道了进程不是单纯的等于PCB + 自己的代码和数据，进程实际上是等于PCB + mm_struct(地址空间) + 页表 + 自己的代码和数据。在地址空间那里我们结合写时拷贝重新理解了进程具有独立性，也理解了为什么fork函数会返回所谓的两个值，那么今天的话题是进程控制，我们拿fork举例，为什么fork返回给父进程的是子进程的pid，而子进程返回的值的0呢？

这是因为子进程退出的时候，可以将自己的代码和数据退出了，但是自己的PCB还需要维护一段时间，因为父进程需要知道对应的退出信息，退出信息都是维护在PCB里面的，就像是A交给B办一件事，B干的怎么样，A总得知道吧？这个“干的怎么样”，就是B的退出信息。

那么对于进程终止这块内容，本文的介绍方式是：先想清楚进程终止是在干什么，然后理解进程终止的3种情况，最后理解进程如何终止。

进程终止在干什么

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include<sys/types.h>

int main()
{
    pid_t id = fork();
    if(id == 0)
    {
        printf("I am a child process,I will die\n");
    }
    else
    {
        sleep(10);
        printf("I am a father process,I wait\n");
    }

    return 0;
}

我们使用如上的代码，观察了一下僵尸进程的现象，子进程结束之后，父进程休眠10秒，这个过程，子进程已经结束了，但是父进程没有回收它，所以子进程短暂的变成了僵尸进程。

这里提问，进程创建的时候，是自己的代码和数据先过去还是PCB那些数据结构先过去呢？

结合上大学的时候，是你的数据先过去还是人先过去来思考哦~

那么当你毕业了，你的数据是否瞬间就没有了呢？你的人当然是先走了，但是数据总得维护一段时间吧？进程这里同理，当进程终止的时候，进程的代码和数据所占据的空间是被释放了，但是，进程的PCB是需要被维护一段时间的，因为要记录退出信息，此时有一个对应的状态就是zombie，即僵尸进程。

所以进程终止的时候，第一个要干的事就是对应的代码和数据占据的空间先释放掉，然后是进程对应的PCB被维护起来，整个进程的状态变成僵尸，等待回收，对应的退出信息记录在PCB里面，此时进程终止的操作也就完成了，剩下的是等待父进程来回收即可。

进程终止的3种情况

进程终止的3种情况，分别是代码正常，结果正确，代码不正常，结果不正确，以及代码执行的时候，出现了异常，提前退出了，这是3种情况，介绍的时候即围绕这三种情况进行讲解。

思考一个问题：为什么C语言阶段我们写main函数默认要返回的是0呢？为什么不是1？不是100呢？

int main()
{

    return 1;
}
int main()
{

    return 0;
}
int main()
{

    return 100;
}

这三种代码我们放在VS跑都是没有问题的，那么是不是代表main函数的返回值我们可以随便返回呢？

当然不是，在C语言阶段我们只是在语言层面知道了可以返回值而已，但是返回给的谁的我们是不知道的。在Linux阶段，我们通过了解退出码这个知识点，就会知道main的返回值怎么回事。

相信大部分人都知道error，错误码，当我们程序报错的时候，会返回错误码，我们可以打印出来看看：

#include<string.h>

int main()
{
    for(int errcode = 0; errcode <= 255; errcode++)
     {
           printf("%d: %s\n", errcode, strerror(errcode));
    }
    return 0;
}

从133开始，就没有错误码了，所以是unknown，那么第一个错误码，也就是0，表示的意思是success，也就是成功，程序成功运行的时候并且结果正确，返回的错误码是0，也就代表了成功。

现在是知道了错误码，那么我们可以通过命令echo $? 来看到对应的错误码：

看这个2，是不是很熟悉？就是我们刚才的No such file or directory，对于错误码，系统有自己的一套规范，但是错误码是可以自己自定义的，也就是说，我们可以拥有自己的一套错误码的体系：

比如：

int main()
{
        for(int errcode = 0; errcode <= 255; errcode++)
        {
        printf("%d: %s\n", errcode, strerror(errcode));
        }
        return 100;
}

我们自己规定返回的是100，那么退出码就是100，因为echo是内建命令，直接获取到的父进程的资源，那么bash创建的子进程main，再获取到了退出码为100，这就是退出码。

退出码唯一的一个稍微规范的是0为success，!0为失败，但是失败的具体原因是我们自己规定的，而不是错误码那样，系统已经规定好了。

但是echo $?只能获取最近的一个进程的退出码：

得到结论：退出码可以默认，也可以自定义。

进程如果正常运行，结果是否正确，都只需要一个退出码即可，父进程就可以知道这个进程的情况是什么样的。

进程如果是异常终止的呢？

比如我们写了一个死循环，进程自己停下来不了，我们使用kill发送9号信息码，进程被杀死，就会：

此时，我们看到对应的错误码是137，可是错误码还有意义吗？实际上没有，因为进程异常终止的本质，就是OS给了进程信号，比如：

int main()
{
        int* p = NULL;
        *p = 0;
        return 0;
}

这段代码是一定会报错的：

此时报错，

专业点讲叫做段错误。

本质上就是发生了异常，此时进程收到了OS给的信号，并终止：

kill11号命令，SIGSEGV，就是上面的缩写：

int main()
{
        while(1)
        {
                printf("Hello Linux,pid is %d\n",getpid());
                sleep(1);
        }
        return 0;
}

此时我们使用11号信号终止进程，就会报段错误，实际上就是进程收到了OS的信号。

也就是说，如果进程异常终止了，退出码是没有用的，退出码只有在程序正常运行的时候有用，进程如果是异常终止，我们想要知道进程为什么异常，就应该查看信号码了，怎么查看，我们在进程等待章节提及。

源码中，进程退出的时候，对于exit_code exit_signal就需要维护，即对应上面的三种情况。

进程如何终止

进程如何终止的呢？难道是程序运行结束就终止了吗？

不完全是，如果程序是：

int main()
{

    return 0;
}

如果是main函数运行到了return 0 ，此时进程代表终止，但是如果是其他函数碰到了return 0，只能说是函数结束，这是第一种情况。

进程终止的第二种情况是exit，我们可以使用两个函数，exit _exit：

int main()
{
   printf("hello 111\n"); 
   sleep(2);

   //_exit(3);
}

这段代码和缓冲区有关，大家应该知道怎么回事，今天我们这样写：

int main()
{
   printf("hello 111"); 
   sleep(2);

   exit(3);
}

可以看到对应的退出码是3，和return效果好像是一样的，因为进程终止，所以会强制刷新缓冲区，即不是先打印，是先休眠的。

此时我们使用系统接口_exit，刚才的exit我们在C语言阶段就使用过，这是库函数，使用_exit呢？

欸？运行了之后为什么什么也没有？

可是对应的退出码也有。

这里，第一个点是exit _exit运行到了都会直接进程终止，并且退出码是exit _exit里面的num，第二点，缓冲区的刷新，_exit调用了没有打印，代表缓冲区没有刷新，我们之前有一个图：

C库函数在系统调用的上方，系统调用在OS的上面，也就是说，exit刷新的缓冲区一定不在OS里面，因为它没有权限，_exit才有资格接触OS，这就说明刷新的缓冲区是在C库函数的上面，得出结论，目前我们说的缓冲区，并不是内核缓冲区！

这是两种进程终止所引发的缓冲区的一个知识点，进程终止我们可以使用return 也可以使用exit，也可以使用_exit，区别就是缓冲区的刷新，但是对于PCB里面的exit_code exit_signal都是要维护的，无非就是缓冲区的刷新而已。

进程终止的更多小点会放在进程等待，即下篇文章哦~

感谢阅读！