第二课 关于 exit、_exit、fork、vfork、printf以及wait和waitpid的学习

一、exit 和 _exit

    简单来说，两个函数都是为了要退出某个进程，主要区别在于

        exit  ：简单的来说就是进程直接退出，并对缓冲区数据结构等做一些善后处理。

这些善后处理一般是刷新I/O缓冲区。 

        _exit ：清空各种数据结构 (缓冲区)，并不刷新I/O缓冲区。

    传入参数 0 为正常结束,其他数值为异常出错

 

二、fork vfork 区别

 

        fork : 子进程拥有父进程的数据段、堆和栈的副本，(相当于新的一个数据段，堆栈)父进程和子进程共享代码段

       vfork :     共享父进程的数据段，代码段，由于在vfork后经常是跟着一个exec执行一个新的程序不会在用

到原来的地址空间，

       所以vfork的子进程在调用exec或exit之前是在父进程的空间里运行的。因此对于数据段的读写和父进程

是互斥的。

看别人的精辟分析看到得多了才知道基础的重要性，操作系统的课还好不是白上的。

下面是一位达人的分析我这里引用下：

fork 或 vfork 函数执行时，操作系统创建一个新的进（子进程），

并且在进程表中相应为它建立一个新的表项。新进程和原有进程的可执行程序是同一个程序；上下文

和数据，绝大部分就是原进程（父进程）的拷贝，但它们是两个相互独立的进程！此时程序寄存器pc，

在父、子进程的上下文中都声明，这个进程目前执行到fork调用即将返回（此时子进程不占有CPU，子

进程的pc不是真正保存在寄存器中，而是作为进程上下文保存在进程表中的对应表项内）。对应的进

程返回代码指针指向的下一句。 

 

三、wait waitpid 区别联系

 

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

从参数的名字pid和类型pid_t中就可以看出，这里需要的是一个进程ID。但当pid取不同的值时，在这里

有不同的意义。

1.pid>0时，只等待进程ID等于pid的子进程，不管其它已经有多少子进程运行结束退出了，只要指定的

子进程还没有结束，waitpid就会一直等下去。 

2.pid=-1时，等待任何一个子进程退出，没有任何限制，此时waitpid和wait的作用一模一样。 

3.pid=0时，等待同一个进程组中的任何子进程，如果子进程已经加入了别的进程组，waitpid不会对它做

任何理睬。 

4.pid<-1时，等待一个指定进程组中的任何子进程，这个进程组的ID等于pid的绝对值。

options提供了一些额外的选项来控制waitpid， WNOHANG和WUNTRACED两个选项，这是两个常数，

可以用"|"运算符把它们连接起来使用，比如：

ret=waitpid(-1,NULL,WNOHANG | WUNTRACED);

书上说：WNOHANG参数，若由指定的子进程不立即可以用，则waitpid不阻塞，此时返回0

其实我们简单的来说，就是指 使父进程不会阻塞。

而WUNTRACED参数，的解释则是：若实现某支持作业控制，则由pid指定的任一进程状态已暂停，且

其状态自暂停以来还未报告过，则返回其状态。
       简单的说就是：如果子进程进入暂停执行情况则马上返回,但结束状态不予以理会。 （子进程的结束状

态返回后存于 status）

函数原型：pid_t wait(* status)

进程一旦调用了wait，就立即阻塞自己，由wait自动分析是否当前进程的某个子进程已经退出，如果让

它找到了这样一个已经变成僵死的子进程，wait就会收集这个子进程的信息，并把它彻底销毁后返回；

如果没有找到这样一个子进程，wait就会一直阻塞在这里，直到有一个出现为止。

区别和联系：

Wait其实就是经过包装的waitpid。 其具体的实现可以通过查阅源码资料发现：

static inline pid_t wait(int * wait_stat)
{
       return waitpid(-1,wait_stat,0);
}

 

四、关于 printf 函数

这里关于格式化的输出我就不多做讨论了，在我的另篇中就有网络搜集的关于格式化输入输出的内容，

有兴趣的可以去看看。但是 LINUX 下的printf 函数 是在 遇到 /n 才从缓冲区读出 数据的，这一点是

非常值得关注的。如果没有注意到经常出来的结果让我们大吃一惊，因为这并不是我们想要的，但是

我们却很难发现问题所在。

看到这里，对于我们外行来说就会有很多问题。例如：

参数status用来保存被收集进程退出时的一些状态，它是一个指向int类型的指针。但如果看到的很多程

序对这个子进程是如何死掉的都是不在意的，只想把这个僵死进程消灭掉，因此都会写成这样

 pid = wait(NULL);  

这很容易让我们忽略 进程退出状态的判断。

这是一个测试程序，是网上抄的，被我稍微改动了下：

#include <sys/types.h>#include <sys/wait.h>#include <unistd.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>main(){       pid_t pc, pr;       int status;       pc=fork();       if(pc<0)         /* 如果fork出错 */              printf("Error occured on forking./n");       else if(pc==0){             /* 如果是子进程 */              printf("child exit 1./n");              exit(1); //这里我们采用异常退出 状态值为1       }       /* 如果是父进程 */       do{              pr=waitpid(pc, & status, WNOHANG);/* 使用了WNOHANG参数，waitpid不会在这里等待 退出时保存进程状态在 status 变量中*/               if(pr==0){                    /* 如果没有收集到子进程 */                     printf("No child exited/n");                     sleep(1);              }       }while(pr==0);/* 没有收集到子进程，就回去继续尝试 */       if(pr==pc)              printf("successfully get child %d status ：%d/n", pr, status);       else              printf("some error occured/n");} 

问题：

这里我们可以得到 结束时状态值 status 为 256 ，这里为什么不是 exit()中传入的参数 呢？

如果我们修改子进程中exit 函数传入的值，我们可以发现得到的 status 值 为 传入值乘以 256.

 这让我很费解，为什么不直接记录状态值而是要乘以256呢？

 

下面一个程序是关于 fork 和 printf 函数 注意点的学习：

#include <sys/types.h>#include <sys/wait.h>#include <unistd.h>#include <stdio.h>#include <stdlib.h>main(){ pid_t pc, pr; int status; printf("Test"); //注意这里没有 ‘/n’ pc=fork(); if(pc<0) /* 如果fork出错 */ printf("Error occured on forking./n"); else if(pc==0){ /* 如果是子进程 */ printf("child exit 1./n"); exit(1); //这里我们采用异常退出 状态值为1 } else /* 如果是父进程 */ printf("father exit 1/n");}

 

       执行的结果：

Test child exit 1.

Test father exit 1

       问题： 明明printf 函数在 fork函数之前 为什么 Test 被 打印了两次？

                 如果我们 把 fork 函数改成 vfork 是什么结果？

                 如果我们 在第一个printf函数里增加 ‘/n’ 又是什么结果？

 

   

    这一课没有习题，关于这些问题，请关注 第二课问题之详解