Linux 进程终止

news2024/11/16 6:41:38

引入

在写 C 语言程序的时候，我们必写的结构就是：

int main()
{
	return 0;
}

在学习 C 语言的时候，我们好像并没有讨论过这个 return 0 有什么用，是干什么的！return 1 可以吗？return 的返回值给谁看？这样的问题！
那么今天我们就会浅浅地解决一下这些问题！

进程退出的场景

一个进程被创建出来就是用来执行特定任务的！比如你写了一个快速排序的代码，他的任务就是排序！那么当这个进程退出的时候会有以下三种情况：

代码执行完毕，结果正确。
代码执行完毕，结果不正确。
代码异常终止。

设想一下，如果你的代码执行完毕，结果正确！我们还要不要关心他为什么正确呢？就比如你考试考了满分💯，你的家长要不要问你为什么要考满分？

因此，只有当进程没有完成任务，我们才会去关心：

代码执行完毕结果不正确，那么是那里不正确呢？
代码异常终止了，又是哪里出了问题呢？

回到一开始的问题，main 函数中 return 的值有什么意义呢？如果 main 函数返回 0，代表代码执行完毕，结果正确(约定俗称 0 表示这个意义)；如果 return 返回其他值，我们就能通过返回值的不同得到进程退出时出错的原因！我们称进程结束时，返回给操作系统的数值称为退出码！

进程的退出码

退出码表征了进程运行的状态/结果，关心这个退出码的一定是创建这个进程的父进程！其实本质上关心出错原因的应该是用户！
在 Linux 操作系统中，有一组通用的退出码以及其大致含义：

0：成功，表示程序或者命令成功执行。
1：通用错误，通常表示一般性错误，没有特定的详细信息。
2：误用命令，表示命令的使用方式错误。
126：表示命令无法执行。
127：表示系统找不到要执行的命令

如果你不想用系统的，进程的退出码可以自定义，我们可以自定义退出码的描述信息，比如你可以设置进程退出码为 1 表示什么什么错误；退出码为 2 表示什么什么错误 ······

查看进程的退出码

想要查看进程的退出码可以使用：

echo $?

该命令可以查看最近的一个进程的退出码！

return 设置退出码

在下面的代码中我们通过 return 11 将退出码设置为 11。./test 运行程序，使用 echo $? 打出了最近的一个进程的退出码，的确是 11。我们发现再次使用 echo $? 打印出来的结构就变成了 0，这是为什么呢？因为 echo 本身也是一个进程嘛，在运行 ./test 之后第二次使用 echo 这个 echo 就是最近的那个进程啦～而 echo 又是成功运行的，当然就是 0 啦！
在这里插入图片描述
return 设置错误码仅限在 main 函数中呢！因为在其他函数中 return 仅仅表示结束当前函数嘛！

exit 设置退出码

exit 函数可以直接结束当前进程，在任何地方！参数用来设置退出码！
在这里插入图片描述
在下面的代码中，我们定义了一个函数 Div，在函数体中检测到除数如果为 0 我们直接终止进程，退出码设置为 1，如果你自定义了退出码为 1 时为除零错误，就能更好的展示错误信息啦！

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int Div(int x, int y)
{
    if(y == 0)
        exit(1);
    return x / y;
}

int main()
{
    Div(1, 0);
    return 0;
}

我们看到退出码为 1，并不是 0 说明，exit() 的确能够终止进程并设置退出码的！
在这里插入图片描述

补充：`exit` VS `_exit`

相同点：

可以在程序的任意位置终止进程。
可以设置进程的退出码

不同点：

exit 是 C 语言的库函数(#include <stdlib.h>)，_exit 是 Linux 操作系统的系统调用函数(#include<unistd.h>)。
exit 函数除了终止进程，设置进程的退出码之外，还会执行用户定义的清理函数，冲刷缓冲区，关闭流等！；_exit 仅仅是终止进程，设置进程的退出码！

我们可以用下面的程序进行验证：
我们使用 printf 函数打印 “hello linux” 这个字符串，不加换行符的打印哦！然后使用 exit 函数终止进程！

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int main()
{
    printf("hello linux");
    exit(11);
    return 0;
}

我们可以看到顺利将 hello linux 这个字符串打印出来了！
在这里插入图片描述
再来看下面的程序：同样是不带换行符打印 hello linux 这次我们使用 _exit 终止进程！

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>


int main()
{
    printf("hello linux");
    _exit(11);
    return 0;
}

我们看到使用 _exit 函数终止进程没有打印 hello linux！
在这里插入图片描述
这是为什么呢？我们知道在 Linux 操作系统中，printf 的刷新策略是行刷新！也就是说在没有遇到换行符或者没有将缓冲区写满之前，printf 的数据都是不会刷新到显示器上的！结合 exit 会在进程终止之前刷新缓冲区！因此我们可以得出结论：缓冲区绝对不在内核中！而是在用户区！
如果缓冲区是在内核中的话，_exit 也一定会把数据刷新到显示器！不然为什么要向内核中写数据呢！！！

可见：exit 函数是在刷新缓冲区，关闭流等工作完成之后调用的 _exit 系统调用。

在平时的使用中还是建议使用 exit 因为刷新缓冲区，关闭流的确是需要的！

错误码

再讲完了退出码，就不得不提错误码的概念！错误码通过全局变量 errno 来表示，errno 是一个整数，用于最近一次系统调用或者库函数导致的错误，这个错误提供了一种标准化的方式来处理和传递错误信息！
我们也不知道系统提供了多少错误码，我们可以打印错误码，以及他的描述信息来看看！查看错误码对应描述信息可以使用 strerror 函数哈！

#include<stdio.h>
#include<string.h>

int main()
{
    for(int i = 0; i < 200; i++)
    {
        printf("%d: %s\n", i, strerror(i));
    }
    return 0;
}

我们看到错误码系统提供到了 133 号！
在这里插入图片描述
如果你不喜欢系统提供的错误码，也可以自定义错误码对应的描述信息！

我们来使用使用错误码：
我们调用 fopen 函数以读的方式打开一个不存在的文件，在 fopen 函数的描述中，可以看到如果有错误，错误码就会被设置，我们可以通过 errno 变量来打印错误的描述信息。也可以通过 perror 函数来打印错误的描述信息，这些都是在 C 语言阶段学习过的，就不详细解释了！
errno 的使用需要包含头文件：#include<errno.h>
在这里插入图片描述

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>

int main()
{
    extern int errno;
    fopen("test.txt", "r");
    printf("%d: %s\n", errno, strerror(errno));
    perror("fopen");
    return 0;
}

在这里插入图片描述

代码异常

如果代码出现了异常，那么退出码还有意义嘛？

代码异常说明代码很可能没跑完，return 语句都没有执行，用户都不知道这个退出码怎么来的，因此是没有任何意义的！就比如你作弊考了 100 分，你爸会关心你的 100 分嘛，直接就是辣椒炒肉了！

代码异常引起的进程终止，我们要关心的是为什么异常了！发生了什么异常！
在 Linux 中代码异常的本质是进程收到了信号！信号我们后续会详解！之前我们不是还用过 9 号信号嘛：杀死一个进程！
我们可以写一个会发生异常的代码：

#include<stdio.h>

int main()
{
    int a = 10;
    a /= 0;

    return 0;
}

在这里插入图片描述
怎么验证代码异常的本质是进程收到信号了呢？很简单只需要我们手动给进程发信号就行了，上面的异常是几号信号呢？我们使用 kill -l 查看一下所有信号，仔细找找发现是 8 号信号：

因此我们手动给进程发 8 号信号看看结果：

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>

int main()
{
    while(1)
    {
        printf("hello linux, pid: %d\n", getpid());
        sleep(1);
    }

    return 0;
}