Linux_进程退出与进程等待

一、进程退出

‌退出场景‌
- ‌正常终止‌：代码执行完毕且结果符合预期（退出码为 0）。
- ‌异常终止‌：运行结果错误（退出码非 0）或进程被信号强制终止。（如 SIGINT 或 SIGSEGV）。
‌退出方法‌
- ‌正常退出方式‌：
  - return：从 main 函数返回，隐含调用 exit 函数。
  - exit(int status)：标准库函数，执行清理操作（如刷新缓冲区、调用 atexit 注册的函数）后终止进程。
  - _exit(int status)：系统调用，直接终止进程，不刷新缓冲区。

exit函数和_exit函数的区别

_exit ：立即终止进程，不执行任何清理操作

exit ：调用清理函数、刷新缓冲区后终止进程

二、进程等待‌

为什么要有进程等待？

父进程在忙，子进程结束了，但无人回收，这样就造成了“死亡”的子进程一直占用资源

这个时候的子进程被称为“僵尸进程”

为了解决这个问题，最初的思路是：让父进程停下，等待子进程执行完，然后回

‌
- ‌回收资源‌：子进程退出后若未回收，将残留 task_struct 结构（僵尸进程）。
- ‌获取状态‌：父进程需通过等待机制获取子进程的退出码或异常信号。

1、wait 函数参数解析

pid_t wait(int *status);

参数说明‌

‌status‌：
- 类型为 int*，是输出型参数，用于接收子进程的终止状态（如退出码或终止信号）。
- 若不关心子进程状态，可设为 NULL（如 wait(NULL)）

返回值‌

成功时返回终止的子进程 pid；
无子进程或调用失败时返回

2、waitpid 函数参数详解

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

‌参数说明‌
- ‌pid‌：
  - ‌> 0‌：等待指定 pid 的子进程；
  - ‌-1‌：等待任意子进程（等价于 wait）；
  - ‌0‌：等待与调用进程同进程组的所有子进程；
  - ‌< -1‌：等待进程组 ID 为 |pid| 的任意子进程。
- ‌status‌：
  - 同 wait 的 status 参数，存储子进程终止状态。
- ‌options‌：
  - ‌0‌：默认阻塞模式；
  - ‌WNOHANG‌：非阻塞模式，若指定子进程未结束则立即返回 0；
  - ‌WUNTRACED‌：支持作业控制，返回已暂停的子进程状态。
‌返回值‌
- 成功时返回子进程 pid；
- 若使用 WNOHANG 且无子进程终止，返回 0；
- 错误时返回 -1。

`waitpid` 函数第二个参数详解

waitpid 函数的第二个参数 int *status 是用于接收子进程终止状态的关键参数，需配合特定宏解析具体信息。以下是详细说明：

tatus不能简单的当作整型来看，要从二进制的角度来看，32位下，整型转化为二进制有32个bit位，但是我们仅关注低16位

‌正常退出‌（子进程调用 exit 或 _exit）：

if (WIFEXITED(status)) {  int exit_code = WEXITSTATUS(status);  // 提取低8位退出码（取值范围0~255）:ml-citation{ref="2,4" data="citationList"}  
}

‌信号终止‌（子进程被信号杀死）：

if (WIFSIGNALED(status)) {  int signal_num = WTERMSIG(status);    // 提取终止信号编号（如 SIGKILL=9）:ml-citation{ref="4,7" data="citationList"}  printf("Terminated by signal: %d\n", signal_num);  
}

‌暂停状态‌（需配合 WUNTRACED 选项）：

if (WIFSTOPPED(status)) {  int stop_signal = WSTOPSIG(status);   // 提取暂停信号编号（如 SIGSTOP=19）:ml-citation{ref="4,7" data="citationList"}  
}

status 的二进制位分布：

WIFEXITED(status)：判断子进程是否正常退出（返回非零值时表示正常退出）。
WEXITSTATUS(status)：若子进程正常退出，通过此宏获取子进程的退出码（如 exit(5) 中的 5）。
WIFSIGNALED(status)：判断子进程是否因信号终止（返回非零值时表示被信号终止）。
WTERMSIG(status)：若子进程因信号终止，通过此宏获取信号代码（如 SIGKILL 对应 9）

‌可忽略性‌
若父进程不关心子进程状态，可将参数设为 NULL，此时仅等待子进程结束而不获取状态信息

‌

关键细节‌

‌指针的必要性‌：必须传递地址（如 &status），操作系统需要写入状态值到该地址。
‌状态位结构‌：status 的整数值包含多个信息位，需通过宏函数按需提取。
‌与 wait 的关系‌：wait(&status) 等价于 waitpid(-1, &status, 0)，二者的 status 解析方式一致