一. 进程创建
🌍回忆fork
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。📌fork不懂的可以去这篇博客fork初始看看
#include <unistd.h> pid_t fork(void); //返回值：子进程返回0，父进程返回子进程id；创建失败返回-1
⚡面试题：请你描述一下，fork创建子进程，操作系统都做了什么？
1️⃣系统多了一个进程，此进程分配有对应的PCB结构体、地址空间、页表
2️⃣并将自己进程的代码和数据（从父进程中拷贝）加载到内存中，构建映射关系
3️⃣将该进程的PCB放入运行队列里，等待调度
4️⃣一旦开始调度，通过虚拟地址空间➕页表找到相关代码按照顺序语句等执行
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
fork之后，代码共享是after之后的还是全部代码共享？
虽然子进程是从after之后往后，但全部代码都是共享的
⚡那么为什么子进程是从fork之后开始执行，而不是before开始？
因为进程随时可能被中断，下次回来，还必须从之前位置继续运行，就要求CPU必须随时记录下，当前进程执行的位置，所以CPU内有对应的寄存器EIP，用来记录当前进程的执行位置！
寄存器在CPU内，只有一份，寄存器的数据是可以有多份的 —— 上下文数据
🌍虽然父子进程各自调度，各自会修改EIP,但是因为子进程已经认为自己的EIP起始值就是fork之后的代码！
所以子进程是从after开始跑，但并不代表之前的代码看不到！
创建子进程，给子进程分配对应的内核结构，必须子进程自己独有，因为进程具有独立性！理论上子进程也要有自己的代码和数据！可是一般而言，我们没有加载的过程，也就是说，子进程没有自己的代码和数据！！所以，子进程只能“使用”父进程的代码和数据！
代码：都不可以被写，只能读取，所以父子共享
数据：可能被修改，必须分离！
🌍为什么OS选用写时拷贝 ？
那么数据在创建进程时候就直接拷贝分离吗？
可能拷贝子进程根本用不上的数据，即便用得上也只是读取 ———— 空间浪费
举个例子：
const char *str = "aaa"; const char *str2 = "aaa"; printf("%p\n", str); printf("%p\n", str2);
打印出来的是同一块地址！编译器在编译程序时候都知道节省空间，你觉得OS不会吗？
OS为何选择了写时拷贝，来将父子进程的数据进行分离？
一般而言即便是OS，也无法提前知道哪些空间可能会被写入！
用的时候，再给你分配，是一种延时申请技术，可以提高整机内存的使用率
ps：string，深浅拷贝底层也是写实拷贝实现的
父/子修改数据时，会发生缺页中断：OS再开辟一段空间，把数据拷贝过来(写时拷贝)，重新建立映射关系；父子分开，更改读写权限。这时候再进行写操作。这样保证了父子进程的独立性。
🌍fork的用法 & 调用失败的原因
⚡fork用法
父子进程执行不同代码段。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(下面详说哦)
⚡fork 调用失败的原因
系统中有太多进程时，资源不足
用户创建的进程数超出了限制，为了防止某些用户恶意创建
二. 进程终止
💦进程退出场景
1️⃣代码运行完毕，结果正确
2️⃣代码运行完毕，结果不正确
3️⃣代码异常终止, 崩溃了
思考：为什么main函数总会return 0，意义何在？
并不是总是0， main函数的return的值就是进程退出码，返回给上一级进程，用来评判该进程执行结果
❗查看最近一次进程退出时的退出码 ——来衡量代码跑完对不对的
echo $? 查看最近一个程序的退出码 ———————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————————— 代码运行完毕，结果正确 - 0: success 代码运行完毕，结果不正确 - !0: failed 代码异常终止 - 程序崩溃 → 退出码没有意义，return都不会跑(可以通过某种方式获得原因，进程等待详谈)
代码运行完毕，结果正确：返回0
代码运行完毕，结果不正确：返回非0
返回非0值，这是因为结果错误有多种可能，通过错误码获得对应错误信息字符串，比如我们可以用strerror来查看 ——
#include<stdio.h> #include<string.h> int main() { int i=0; for(i=0;i< 150;i++) { printf("%d:%s\n",i,strerror(i)); } return 0; }
运行结果如下——
以上的退出码是系统给我们提供的，我们可以使用这些退出码，但是如果想自己定义，也可以自己设计一套退出方案！
这个没有错，自定义设为1了
3️⃣程序崩溃
程序运行出错，崩溃 —— 存在野指针
#include<stdio.h> int main() { printf("hello world\n"); printf("hello world\n"); printf("hello world\n"); int *p =NULL; *p=1234;//野指针 printf("hello world2\n"); printf("hello world2\n"); printf("hello world2\n"); return 0; }
⚡程序崩溃时，退出码是没有意义的，（好比你作弊了，老师还会在意你的分数吗？），一般而言退出码对应的return语句，没有被执行
💦退出进程方法
🌈return 退出
main函数内的return返回代表进程退出；非main函数return代表函数返回
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
🌈exit
📌 exit在任意地方调用，都代表终止进程，参数是退出码。
#include <unistd.h> void exit(int status);
🌈_exit
在之前的进度条代码，我们就知道显示器是行刷新的，即\n进行刷新
🌈exit 和 _exit 区别
我们发现_exit是直接终止进程，exit函数会执行用户定义的清理函数、冲刷缓冲，关闭流等操作，然后再终止进程
🌈进程异常退出
1️⃣向进程发生信号导致进程异常退出：
发生kill -9信号使得进程异常退出，或是使用Ctrl+C使得进程异常退出等
2️⃣代码错误导致进程运行时异常退出：
代码当中存在野指针问题使得进程运行时异常退出，或是出现除0的情况使得进程运行时异常退出等。
三. 进程等待
⚡进程等待的必要性
子进程退出，父进程如果不读取子进程的退出信息，子进程就会变成僵尸进程，进而造成内存泄漏
进程一旦变成僵尸进程，那么就算是kill -9命令也无法将其杀死，因为谁也无法杀死一个已经死去的进程
对于一个进程来说，最关心自己的就是其父进程，因为父进程需要知道自己派给子进程的任务完成的如何
所以父进程需要通过进程等待的方式，回收子进程资源，获取子进程的退出信息
⚡进程等待的方法
➰wait
#include<sys/types.h> #include<sys/wait.h> pid_t wait(int*status);
返回值： 等待成功，返回被等待进程pid；等待失败，返回-1
下面写一段代码来验证：回收僵尸进程的问题
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <sys/wait.h> #include <sys/types.h> int main() { pid_t id = fork(); if(id < 0) { perror("fork"); exit(-1);//表示进程运行完毕，结果不正确 } if(id == 0){ //子进程 int count = 5; while(count--){ printf("cnt: %d, 我是子进程，pid：%d,ppid:%d\n",cnt, getpid(), getppid()); sleep(1); } exit(0); } //父进程 sleep(7); pid_t ret = wait(NULL);//阻塞式的等待！ if(ret > 0) { printf("等待子进程成功，ret：%d\n",ret); } return 0; }
我们可以使用以下监控脚本对进程进行实时监控：
while :; do ps ajx | head -1 && ps ajx | grep myproc | grep -v grep;sleep 1; echo "~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~"; done
wait回收了僵尸进程
➰waitpid
#include<sys/types.h> #include<sys/wait.h> pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);
返回值： 等待成功，返回被等待进程pid；等待失败，返回-1
pid：待等待子进程的pid，若设置为-1，则等待任意子进程
status：输出型参数，获取子进程的退出状态，不关心可设置为NULL
options：默认为0，表示阻塞等待
⚡通过status获取子进程退出信息
🥑位操作
status是一个整型变量，但status不能简单的当作整型来看待，status的不同比特位所代表的信息不同，具体细节如下（只研究status低16比特位）：
由此我们可以通过此来对status进行位操作来获取异常信号和退出码
exitCode = (status >> 8) & 0xFF; //退出码 exitSignal = status & 0x7F; //退出信号
🔸 对于代码异常终止的：
除0错误异常终止
我们给子进程发送2号信号，把子进程提前干掉，此时可以看到退出码是无效的，退出信号即是我们发送的信号 ——
🥑宏
我们也可以通过一组不用进行位操作的宏来获取退出码、判断有无异常信号
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）
运行结果如下——（正常退出 vs 异常终止）
