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🌎个人专栏:《Linux操作系统》《经典算法试题 》《C++》 《数据结构与算法》

☀️走在路上，不忘来时的初心

一、进程创建

1、fork函数初识

在linux中fork函数时非常重要的函数，它从已存在进程中创建一个新进程。新进程为子进程，而原进程为父进程。
#include <unistd.h>
pid_t fork(void);
返回值：自进程中返回0，父进程返回子进程id，出错返回-1

进程调用fork，当控制转移到内核中的fork代码后，内核做：

1. 分配新的内存块和内核数据结构给子进程
2. 将父进程部分数据结构内容拷贝至子进程
3. 添加子进程到系统进程列表当中
4. fork返回，开始调度器调度

当一个进程调用fork之后，就有两个二进制代码相同的进程。而且它们都运行到相同的地方。但每个进程都将可以开始它们自己的旅程，看如下程序。

int main( void )
{pid_t pid;printf("Before: pid is %d\n", getpid());if ( (pid=fork()) == -1 )perror("fork()"),exit(1);printf("After:pid is %d, fork return %d\n", getpid(), pid);sleep(1);return 0;
}

这里看到了三行输出，一行before，两行after。进程29768先打印before消息，然后它有打印after。另一个after
消息有29769打印的。注意到进程29769没有打印before，为什么呢？如下图所示

所以，fork之前父进程独立执行，fork之后，父子两个执行流分别执行。注意，fork之后，谁先执行完全由调度器决定。

2、fork函数返回值

子进程返回0。
父进程返回子进程的pid。

3、写时拷贝

通常，父子代码共享，父子再不写入时，数据也是共享的，当任意一方试图写入，便以写时拷贝的方式各自一份副本。具体见下图:

问题是进程是在运行的，OS是如何知道，要进行写时拷贝的。

原来是在今天fork之后，OS会将父子进程的页表权限设置为只读，当父子进程其中一个去修改时，会报错。
这里的报错有两种情况：
一是：真的出错了
二是：权限关闭了
所以OS会去判断，如果是第二种情况，OS就会让在物理内存中发生写时拷贝。

4、fork常规用法

一个父进程希望复制自己，使父子进程同时执行不同的代码段。例如，父进程等待客户端请求，生成子
进程来处理请求。
一个进程要执行一个不同的程序。例如子进程从fork返回后，调用exec函数。

5、fork调用失败的原因

系统中有太多的进程
实际用户的进程数超过了限制

二、进程终止

1、进程退出场景

存在三种情况

2、进程常见退出方法

正常终止（可以通过 echo $? 查看进程退出码）：

1. 从main返回
2. 调用exit
3. _exit

异常退出

ctrl + c，信号终止

3、_exit函数

#include <unistd.h>
void _exit(int status);

参数：status 定义了进程的终止状态，父进程通过wait来获取该值

说明：虽然status是int，但是仅有低8位可以被父进程所用。所以_exit(-1)时，在终端执行$?发现返回值
是255。

4、exit函数

#include <unistd.h>
void exit(int status);

exit最后也会调用exit, 但在调用exit之前，还做了其他工作：

1. 执行用户通过 atexit或on_exit定义的清理函数。
2. 关闭所有打开的流，所有的缓存数据均被写入
3. 调用_exit

5、return退出

return是一种更常见的退出进程方法。执行return n等同于执行exit(n),因为调用main的运行时函数会将main的返
回值当做 exit的参数。

6、退出码VS错误码

退出码

退出码就是进程运行结束返回的数字
其中0代表成功
！0代表出错了，具体的数值代表不同的原因

我们可以发现第一次，看进程退出码为10，后来就成了0，这是因为错误码只会保存最新的一次，后来由于上面指令执行成功了，所以变为了0。

main函数的退出码是可以被父进程获取的，用来判断子进程的运行结果

错误码

错误码通常是衡量一个库函数，或者一个系统调用一个一个函数的调用情况

下面我们来验证一个结论，进程出现异常的本质是由于受到对应的信号，自己终止了。

最后我们可以得出，父进程通过两个数字来判断子进程是否受到异常结束，或者成功输出。

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