写在前面

本文主要介绍一些系统编程中控制进程运行的函数

在C语言中，通常使用 exit() 或 _exit() 来结束当前进程，而return则用于结束当前函数。

exit

作用：退出当前进程
函数原型：void exit(int value);
头文件：

#include <stdlib.h>

参数：

value：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。

_exit()

作用：结束调用此函数的进程。
函数原型：void _exit(int value);
头文件：

#include <unistd.h>

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。

从上图可知，通过exit()结束的进程会刷新缓冲区，而通过_exit()退出的则不会

#include<stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main(){
    printf("Hello world");//没有换行符，不会刷新缓冲区
    exit(0);  //会输出上述文字
    //_exit(0); //不会输出上述文字
    while(1);  //不让子进程结束
    return 0;
}

return的话就不做过多解释了，C语言里面应该很好理解。

一个进程在终止时会关闭所有的文件描述符，释放在用户空间分配的内存，但它的 PCB 还保留着，内核在其中保存了一些信息：如果是正常终止则保存退出状态，如果是异常终止则保存导致进程终止的是哪个信号。这个进程的父进程可以调用wait与waitpid函数获取这些信息，然后彻底清除掉这个进程。

wait函数

作用：

阻塞等待子进程退出
回收子进程残留资源
获取子进程退出状态（退出原因）

函数原型：pid_t wait(int *status);

头文件：

#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>

参数：

status：传出参数，回收进程的状态。

如果参数 status 的值不是 NULL，wait() 就会把子进程退出时的状态取出并存入其中，这是一个整数值（int），指出了子进程是正常退出还是被非正常结束的。
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。
获取子进程正常终止值：
WIFEXITED(status) --> 为真 -->调用 WEXITSTATUS(status) --> 得到子进程退出值。
获取导致子进程异常终止信号：
WIFSIGNALED(status) --> 为真 -->调用 WTERMSIG(status) --> 得到导致子进程异常终止的信号编号。
只有第一个宏为真时，调用第二个宏才有意义

返回值：

成功：返回回收的子进程pid
失败：返回 -1，设置errno

waitpid

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。

函数原型：pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);

参数：

pid：指定回收某一个子进程pid，可选项如下：
- -1：代表任意回收一个子进程
- 0：待回收的子进程的pid
- 0：同组的子进程
status：指定回收某一个子进程pid
options：指定回收的方式
- WNOHANG：非阻塞回收
- NULL：阻塞回收

返回值：

0 : 表成功回收的子进程 pid
=0 : 函数调用时，参3 指定了WNOHANG，并且，没有子进程结束。
-1: 失败。errno

案例

通过wait函数回收子进程

int main(){
    pid_t pid; 
    pid = fork();
    
    if(pid < 0){ 
        perror("fork");
        exit(0);
    } else if(pid == 0) {
        int i = 0;
        for(i = 0;i < 5;i++){
            printf("I am child pid is %d\n",getpid());
            sleep(1);
        }
        exit(2);
    } else {
        int status;
        pid_t pid1 = wait(&status); //阻塞回收
        if(WIFEXITED(status)){
            printf("son process return %d pid is %d\n", WEXITSTATUS(status), pid1);
        }
        printf("This is parent\n");
    }   
    return 0;
}

从上图的执行结果可以得出，当使用wait函数回收子进程时，一直阻塞等到子进程结束，在继续执行父进程，并且通过宏函数获取到了status返回的进程退出状态。

通过waitpid指定回收第三个创建的子进程

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

int main(){
    pid_t pid, tmppid; 
    int i = 0;
    for(i = 0;i < 5;i++){
        pid = fork();
        if(pid == 0)
            break;
        if(i == 2)
            tmppid = pid;
    }   
    
    if(i == 5){ 
        sleep(5);
        int status;
        pid_t pid1;
        //waitpid(-1, &status, 0); // 和 wait() 没区别，0：阻塞
        //waitpid(pid, &status, 0); // 指定等待进程号为 pid 的子进程， 0 阻塞
        pid1 = waitpid(tmppid, &status, WNOHANG);//// WNOHANG：不阻塞
    
        printf("This is parent waitpid is %d\n", pid1);

    } else {
        sleep(i);
        printf("I am %dth child pid is %d\n", i+1, getpid());
    }   
    return 0;
}

补充

wait、waitpid 一次调用，回收一个子进程，想要回收多个必须使用 while 循环

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

int main(){
    pid_t pid; 
    int i = 0;
    for(i = 0;i < 5;i++){
        pid = fork();
        if(pid == 0)
            break;
    }   
    
    if(i == 5){ 
        pid_t pid1;
        while( pid1 = wait(NULL)){
            if(pid1 == -1) 
                break;
            printf("This is parent waitpid is %d\n", pid1);
        }
    } else {
        printf("I am %dth child pid is %d\n", i+1, getpid());
    }   
    return 0;
}