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wordpress大站,seo网站推广方案,响应式网站建设信息,营销型企业网站群策略目录 前言: 一、main函数的返回值 二、退出码有什么用? 三、perror/strerror/erron 四、erron变量 五、exit函数 六、_exit变量 七、初始缓冲区 八、wait函数和folk函数的返回值 九、父进程获取子进程退出信息waitpid函数 1.返回值 2.第一个…

目录

前言:

一、main函数的返回值

二、退出码有什么用?

三、perror/strerror/erron

四、erron变量

五、exit函数 

六、_exit变量

七、初始缓冲区

八、wait函数和folk函数的返回值

九、父进程获取子进程退出信息waitpid函数

1.返回值

2.第一个参数(pid_t pid)

3.第二个参数(int* status)

3.1重谈进程退出

3.2观察进程退出信号

3.3WIFEXITED(status)宏和WEXITSTATUS(status)宏

4.第三个参数(int options)非阻塞等待

5.参数总览 

总结:


前言:

我们已经知道了很多的进程属性,还有进程调度算法,进程地址空间和写时拷贝等等(这是一系列文章,大家感兴趣可以在我的主页追剧,零基础就从基础命令开始看起)。本篇来聊一聊一个进程退出时肯定也需要让OS知道其是如何退出的,包括我们经常说到的缓冲区,我们这篇先来对缓冲区有一个初步的认识,这部分知识很重要!

一、main函数的返回值

main函数的返回值是什么?是返回给父进程/OS的。我们写一个C++代码,并执行,之后echo $?

我们已经在关于进程的第二篇讲过echo $?是用来查看上次进程退出信息的。

二、退出码有什么用?

退出码有什么用?表明错误原因:0表示成功,非0表示错误。

用不用的数字表明不同的原因。系统提供了一批错误码,约定退出码(C/C++提供)。

三、perror/strerror/erron

各位如果学过C,是否还记得里面的这几个内容,我们先使用系统手册来查看这三个是什么东西:

这里提前再次声明系统手册:

由于这几个函数/变量都是C语言的,所以查3号手册。

man 3 perror

有可能你使用Xshell连接会有显示问题,这时候推荐在vim编译器中打开查看,在底行模式中(一直点Esc,之后输入":"(冒号)),输入以下命令:

!man 3 perror

strerror函数是将erron传入,之后返回字符串,打印错误信息。 

erron是一个全局变量,是一个错误码。其在errno.h头文件中。

perror = printf + strerror

我们举一个perror的例子:

#include<stdio.h>
#include<stddef.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>int main() {FILE* file = fopen("non_existent_file.txt", "r");if (file == NULL) {perror("Error opening file");return EXIT_FAILURE;}// 文件操作...fclose(file);return EXIT_SUCCESS;
}

注意程序最后的"代码为1"是获取的erron

四、erron变量

我们举一个栗子:

打开一个文件以读的方式,这个文件并不存在,所以会报错,我们在文件读取前打印错误码和错误信息;在文件读取后打印错误码和错误信息

#include<iostream>
#include<string.h>
#include<cstdio>
#include<error.h>int main()
{printf("before: errno: %d, errstring: %s\n", errno, strerror(errno));FILE *fp = fopen("./log.txt", "r");if (fp == NULL){printf("after: errno: %d, errsting: %s\n", errno, strerror(errno));return errno;}return 10;
}

错误码(errno)就是给系统/父进程看的,错误信息(strerror)是给人看的。我们不知道一共有多少个错误信息,这里更改代码,上限为200全部打印一遍。

#include<iostream>
#include<string.h>
#include<cstdio>
#include<error.h>int main()
{for (int i = 0; i < 200; i++){std::cout << "code: " << i << ",errstring: " << strerror(i) << std::endl; }
}

里面可以看到我们很常见的错误信息。 我们可以演示一下,比如错误码2(code: 2,errstring: No such file or directory):

五、exit函数 

我们今天来正式认识一下exit函数,我们编写process.cc文件,调用一个函数,打印之后执行exit(100):

所以exit里面接受的也就是错误码,这就意味着退出码可以自定,不必要一定使用系统的退出码。

我们将函数的exit修改为return,再次编译执行观察结果:

所以可以可以得出结论,在代码的任何地方调用exit表示进程结束。 

六、_exit变量

我们来认识一个新的变量:_exit。

它的用法和exit的使用方法几乎一致。

可以看出这是Linux的系统操作手册中的变量。

这两个是有区别的,还是否记得我们之前有缓冲区的概念?exit会将缓冲区的内容刷新,而_exit不会将缓冲区的内容刷新

七、初始缓冲区

这里直接上图:

对于缓冲区的详细知识,我们后期会详细讲解,这里先抛砖引玉。 

八、wait函数和folk函数的返回值

大家是否还记得,当子进程死亡以后,没有人回收它,子进程就会僵尸,等待父进程回收,今天我们就要完善这个代码,让父进程回收它。

我们先来看folk函数的返回值:

我们先用一段代码说明一下,这段代码创建子进程,如果folk创建失败返回-1,对父进程返回子进程pid;对子进程返回0,我们让子进程一共打印3次信息,并退出时返回0(exit返回),父进程死循环打印:

#include<iostream>
#include<string.h>
#include<cstdio>
#include<error.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>int main()
{pid_t id = fork();if (id < 0){printf("errno: %d, errstring: %s\n", errno, strerror(errno));return errno;   }else if (id == 0) {int cnt = 3;while (cnt){printf("子进程运行中, pid: %d\n", getpid());sleep(1);cnt--;}exit(0);}else {//父进程while(true){printf("我是父进程:pid: %d\n", getpid());sleep(1);}}return 0;
}

并再开一个窗口进行监视。

 还是否记得我们循环检测进程的语句?

while :; do ps ajx | head -1 ; ps ajx | grep process | grep -v grep; sleep 1; done

小提示:当XShell发生BUG时,特别是vim编辑器会发生BUG,可以查看进程那些启动了。杀死一些无关的vim进程。

此时父进程并没有回收子进程,子进程处于僵尸状态。 

对于创建的子进程,父进程就必须等待子进程(回收子进程),当子进程变成僵尸之后,父进程就要对其回收,使用系统提供的wait函数回收。在父进程中写入wait函数使其等待。

在父进程等待期间,子进程不退出,父进程就需要阻塞在wait函数内部,类似于scanf。

wait等待任意一个子进程,返回值大于0就是等待成功,返回的是子进程的PID返回-1就是等待失败,可能是没有子进程造成的

int main()
{pid_t id = fork();if (id < 0){printf("errno: %d, errstring: %s\n", errno, strerror(errno));return errno;   }else if (id == 0) {int cnt = 3;while (cnt){printf("子进程运行中, pid: %d\n", getpid());sleep(1);cnt--;}exit(0);}else {//父进程pid_t rid = wait(nullptr); //这里调用wait函数if (rid > 0) {printf("wait sub process success, rid = %d\n", rid);}while(true){printf("我是父进程:pid: %d\n", getpid());sleep(1);}}return 0;
}

九、父进程获取子进程退出信息waitpid函数

但是还有问题,父进程等待完毕以后,肯定也要获取子进程的对应退出信息,也就是想知道子进程完成任务到底怎样,所以我们平时使用的函数是waitpid函数。

1.返回值

我们先来介绍一下waitpid的返回值:
> 0: 等待成功,返回的是子进程pid

== 0: 等待成功,但是子进程没有退出(重要)

< 0: 等待失败

2.第一个参数(pid_t pid)

我们先来从第一个参数开始了解:

所以我们将代码做一些调整:

#include<iostream>
#include<string.h>
#include<cstdio>
#include<error.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/wait.h>int main()
{pid_t id = fork();if (id < 0){printf("errno: %d, errstring: %s\n", errno, strerror(errno));return errno;   }else if (id == 0) {int cnt = 3;while (cnt){printf("子进程运行中, pid: %d\n", getpid());sleep(1);cnt--;}exit(0);}else {//父进程//pid_t rid = wait(nullptr);//pid_t rid = waitpid(-1, nullptr, 0); // == waitpid_t rid = waitpid(id, nullptr, 0); //返回给父进程的本身就是子进程的pidif (rid > 0) {printf("wait sub process success, rid = %d\n", rid);}while(true){printf("我是父进程:pid: %d\n", getpid());sleep(1);}}return 0;
}

当然,我们也可以查看进程等待失败的情况,将waitpid的id值+1观察情况:

3.第二个参数(int* status)

waitpid第二个参数status,它会帮助父进程获取子进程的退出信息。

我们定义一个status变量,并传入,之后将子进程的退出码设置为1,并打印status。

#include<iostream>
#include<string.h>
#include<cstdio>
#include<error.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/wait.h>int main()
{pid_t id = fork();if (id < 0){printf("errno: %d, errstring: %s\n", errno, strerror(errno));return errno;   }else if (id == 0) {int cnt = 3;while (cnt){printf("子进程运行中, pid: %d\n", getpid());sleep(1);cnt--;}exit(1); //设置退出码为1}else {//父进程//pid_t rid = wait(nullptr);//pid_t rid = waitpid(-1, nullptr, 0); // == waitint status = 0;pid_t rid = waitpid(id, &status, 0); //返回给父进程的本身就是子进程的pidif (rid > 0) {printf("wait sub process success, rid = %d, status = %d\n", rid, status);} else {perror("waitpid"); //等待失败的情况}while(true){printf("我是父进程:pid: %d\n", getpid());sleep(1);}}return 0;
}

但结果并不是1,而是256。

因为status不仅仅包含进程退出码,我们写的exit和_exit都是程序正常退出,但是程序只会正常退出吗?

进程结束分为两种:

1.正常结束

2.异常结束

因为代码可能跑不到exit和return,在中途可能会有野指针段错误等直接就崩溃了,退出码也就没有意义了。

所以异常退出也属于进程退出的信息

所以status看起来是一个整数,实际上是一个位图,一共32位:

status低16为的次8位记录退出码,所以我们这样修改代码,通过位运算获取退出码:

if (rid > 0) 
{printf("wait sub process success, rid = %d, status code = %d\n", rid, (status >> 8) & 0xFF);
}

你可能会问,子进程可不可以通过一个全局变量把退出码给父进程,这是不行的,因为修改全局变量之后,发生写时拷贝,即使地址一样,父进程也拿不到,更好验证了进程具有隔离性,只能通过系统调用函数来完成。

3.1重谈进程退出

1.代码跑完了,结果对,return 0。

2.代码跑完了,结果不对,return !0。

3.进程异常了。

只要进程出错,OS必须知道,一般就会把这个进程通过信号干掉(以后我们可以有方法让它不崩掉退出)。3退出进程退出信息中,会记录下来自己的退出信号。

status低7位表示退出信号的值

所以退出码范围为[0, 255],退出信号值范围为[0, 127]。

3.2观察进程退出信号

接下来我们再次修改代码,将进程的退出信号也打印出来观察:

if (rid > 0) 
{printf("wait sub process success, rid = %d, status code = %d, exit signal: %d\n", rid, (status >> 8) & 0xFF, status & 0x7F);
} 

接下来我们在子进程中制造几种错误:

我们先来观察一个正常的程序跑出野指针错误会报什么错误。 新写一个.c文件:

其实这个即使OS发送了 11) SIGSEGV 这个信号。

我们验证一下,写一个死循环程序并给他发送这个信号:

 使用之前子进程的指针问题代码打印出来其OS发送的信号并验证信号:

再看信号列表中的字段:

进程的退出信息会维护在PCB中。

3.3WIFEXITED(status)宏和WEXITSTATUS(status)宏

其实写成位操作去观察退出码的方法并不优雅,系统提供了宏可以直接查看。

WIFEXITED(status): 若为正常终止子进程返回的状态,则为真。(查看进程是否是正常退出WEXITSTATUS(status): 若WIFEXITED非零,提取子进程退出码。(查看进程的退出码) 

我们一般将其两者连用,所以我们再次修改代码:

int main()
{pid_t id = fork();if (id < 0){printf("errno: %d, errstring: %s\n", errno, strerror(errno));return errno;   }else if (id == 0) {int cnt = 3;while (cnt){printf("子进程运行中, pid: %d\n", getpid());sleep(1);cnt--;}exit(1); //设置退出码为1}else {//父进程//pid_t rid = wait(nullptr);//pid_t rid = waitpid(-1, nullptr, 0); // == waitint status = 0;pid_t rid = waitpid(id, &status, 0); //返回给父进程的本身就是子进程的pidif (rid > 0) {if (WIFEXITED(status)){//程序正常退出printf("wait sub process success, rid: %d, status code: %d\n", rid, WEXITSTATUS(status));//打印退出码}} else {perror("child process quit error\n"); //等待失败的情况}while(true){printf("我是父进程:pid: %d\n", getpid());sleep(1);}}return 0;
}

所以回答最开始的问题,为什么"退出码"是256?因为退出码是1,信号是0(因为进程正常退出,系统发送信号0),所以第9位是1,低8位是0,所以是256。

我们一直在讲创建子进程,但是我们创建出来子进程以后就只是完成了打印,并没有做一些实质上的任务,而且我们说过退出码可以由程序员自行约定,接下来我们写一个小项目来说明。

我们一直在添加数据(在vector中添加数据),之后每隔10s都要向一个文件中写入,这个文件以时间戳命名。在备份的时候,不能影响主逻辑,也就是说备份时主进程数据还在添加(其实还是阻塞等待了,但是这里演示一下)。

#include<iostream>
#include<vector>
#include<cstdio>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/wait.h>std::vector<int> data;void Save()
{//创建子进程pid_t id = fork();if (id == 0){//子进程exit(0);}int status = 0;pid_t rid = waitpid(id, &status, 0);if (rid > 0){printf("wait child sucee, exit code: %d\n", WEXITSTATUS(status));}else {perror("waitpid");}
}int main()
{int cnt = 1;while(true){data.push_back(cnt++);sleep(1);if (cnt % 10 == 0){Save();}}return 0;
}

此时子进程就要开始写文件。 这时候我们定义一个SaveBegin的函数,因为要写文件,所以文件可能会打开失败,所以可以使用枚举常量来自行约定退出码:

#include<iostream>
#include<vector>
#include<cstdio>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/wait.h>std::vector<int> data;enum CLASS
{OK,OPEN_FILE_ERROR
};const std::string sep = " ";int SaveBegin()
{//获取时间 以时间命名文件std::string name = std::to_string(time(nullptr));name += ".backup";FILE* fp = fopen(name.c_str(), "w"); //以写的方式//文件打开失败if (fp == nullptr){return OPEN_FILE_ERROR;} std::string dataStr;for (auto d : data){dataStr += std::to_string(d);dataStr += sep;}fputs(dataStr.c_str(), fp);fclose(fp);return OK;
}void Save()
{//创建子进程pid_t id = fork();if (id == 0){//子进程int code = SaveBegin();exit(code);}int status = 0;pid_t rid = waitpid(id, &status, 0);if (rid > 0){int code = WEXITSTATUS(status);if (code == 0) printf("备份成功, exit code: %d\n", code);else printf("备份失败, exit code: %d\n", code);}else {perror("waitpid");}
}int main()
{int cnt = 1;while(true){data.push_back(cnt++);sleep(1);if (cnt % 10 == 0){Save();}}return 0;
}

其实有两种等待方式,我们刚才以阻塞等待方式完成,父进程其实还是在等待子进程。还可以非阻塞等待,这和waitpid第三个参数有关。

4.第三个参数(int options)非阻塞等待

非阻塞等待由我们自己循环调用非阻塞接口,完成轮询检测,让父进程可以做更多自己的事情。

服务器中,当其卡住时我们称其hang住了;当其崩溃我们称其宕机了。

我们先举一个非阻塞的例子:

int main()
{pid_t id = fork();if (id == 0){//子进程while (true){printf("我是子进程, pid: %d\n", getpid());sleep(1);}exit(0);    }//父进程while(true){sleep(1);pid_t rid = waitpid(id, nullptr, WNOHANG);if (rid > 0){printf("等待子进程 %d 成功\n", rid);break;}else if (rid < 0){printf("等待子进程失败\n");break;}else {printf("子进程尚未退出\n");}}return 0;
}

5.参数总览 

总结:

我们又学习了很多新内容,进程退出信息非常重要,明白了进程退出时需要向上级汇报工作,也知道了一些关于缓冲区的知识,但是这些只是还是凤毛麟角,我们接下来要讲解进程替换和其他重磅内容,大家继续追剧哦!

http://www.lryc.cn/news/577666.html

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