【Linux探索学习】第十七弹——进程终止：深入解析操作系统中的进程终止机制

终止原因	描述
正常终止	进程完成所有任务后自然结束，例如程序执行到`return`语句或调用`exit`函数。
异常终止	由于未处理的错误或异常导致进程终止，例如除以零、非法访问内存等。
外部干预	进程被操作系统或其他进程强制终止，例如接收到`SIGKILL`信号。
父进程终止	当父进程终止且子进程未被接管时，子进程可能成为孤儿进程，由`init`或`systemd`进程接管。
资源耗尽	进程因超出系统资源限制（如内存、文件句柄等）被操作系统强制终止。

三、进程终止的类型

进程终止根据触发方式可以分为以下几类：

类型	触发方式	常见场景
正常终止	调用`exit()`、返回主函数	程序完成任务后自然结束。
异常终止	未处理的错误或调用`abort()`	例如访问非法地址、未处理的信号等。
强制终止	外部进程调用`kill()`、操作系统干预	父进程发送`SIGKILL`信号或管理员手动终止进程。
核心转储终止	错误导致生成核心转储文件	例如段错误（`SIGSEGV`）导致的异常。

一般进程终止的场景包含一下三种：

1. 代码运行完毕，结果正常

2. 代码运行完毕，结果不正常

3. 代码异常终止

下面我们会对上面的内容做出讲解

四、Linux中的进程终止实现

在Linux操作系统中，进程终止主要通过以下系统调用和信号实现：

4.1 运行完毕且正常终止

4.1.1 使用return终止进程

我们平时用的最多的方式就是return，我们先来看下面一个简单的代码

  #include<stdio.h>                    
     
  int main()   
  {   
      printf("This is a test message");
      return 0;
  }

我们平时所写的代码main函数中一般都有一个返回值，那么这个返回值是干什么的呢？

main函数返回值是返回给进程看的，本质表示：进程运行完成时是否是正确的结果，如果是一般返回0，如果不是返回其它数字代表不同的退出信息（退出码）

我们可以通过这个指令打印退出码：

echo $?

4.1.2 使用`exit`终止进程

exit系统调用用于正常终止进程，并返回一个状态码给操作系统或父进程。

我们使用exit一般是在进程正常终止但没有正常执行的场景，或者是在合适的地方进行截停的场景，我们来看下面一段代码：

#include<stdio.h> 
#include<stdlib.h>                                                                                                                                                                                           
void print()      
{                 
    printf("hello linux\n");
    printf("hello linux\n");
    printf("hello linux\n");
    printf("hello linux\n");
    exit(20);     
    printf("hello linux\n");
    printf("hello linux\n");
}                 
int main()        
{                 
    print();      
    return 10;    
}

我们来看一下上面内容的执行结果和返回值：

我们发现返回值是exit中的返回值，并不是return的返回值，而且打印也只执行了四行，所以我们可以知道带有exit的进程，在执行到它时会直接返回，并不会再继续执行后面的内容，返回值也返回exit的返回值，这一点与return有较大差别

4.2 errno常量和strerror函数

4.2.1 strerror函数

上面我们提到我们可以通过不同的退出码来代表不同的错误信息，那么不同的退出码究竟各自代表什么信息呢？我们可以通过strerror函数来查看

比如我们来看一下退出码0到10所代表的信息：

#include<stdio.h>
#include<string.h>
int main()
{
    for(int i=0;i<=10;i++)
    {
        printf("%d: %s\n",i,strerror(i));
    }
    return 0;
}

运行结果：

4.2.2 errno常量

上面我们讲到进程在退出是会有退出码，我们可以通过echo来查看退出码，那我们如何获取呢？

C/C++中其实还定义了一个叫errno的常量来记录错误码

所以我们就可以将errno常量与strerror函数结合使用，用errno来记录进程的错误码，然后传给strerror函数得到错误信息，比如下面的例子：

#include<stdio.h> 
#include<unistd.h>                                                                                                                                                                                           
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>     //注意要带好头文件
int main()        
{                 
    int ret=0;    
    char *p=(char*)malloc(1000*1000*1000*4);    //这个扩容肯定会出错的，因为扩容空间太大了
    if(p==NULL)   
    {             
        printf("mallo error, %d:%s\n",errno,strerror(errno));   //errno会记录错误码，将它传到strerror中就可以得到错误信息
        ret=errno;    //将错误码作为返回值返回，从而让父进程得到返回信息
    }             
    else          
    {             
        printf("malloc success\n");
    }             
    return ret;   
}

运行结果：

4.3 异常终止：`abort`

4.2和4.3都牵扯到了信号的内容，这里我们主要还是以了解为主，后期我们会详细讲解信号的知识

abort函数用于非正常终止进程，通常在遇到不可恢复的错误时调用。

示例代码：abort

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

int main() {
    printf("遇到严重错误，程序终止！\n");
    abort();  // 异常终止
    return 0;  // 不会被执行
}

调用abort会产生一个信号（SIGABRT），通常会生成一个核心转储文件供调试使用。

4.4 强制终止：`kill`

kill系统调用或命令用于向目标进程发送信号，例如SIGKILL信号会立即强制终止目标进程。

示例代码：kill

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

int main() {
    pid_t pid = fork();

    if (pid == 0) {
        // 子进程
        while (1) {
            printf("子进程正在运行: PID = %d\n", getpid());
            sleep(1);
        }
    } else if (pid > 0) {
        // 父进程
        sleep(5);
        printf("终止子进程: PID = %d\n", pid);
        kill(pid, SIGKILL);  // 发送SIGKILL信号
    }

    return 0;
}

执行结果：

我们发现子进程在被执行了五次后被终止掉了，对应的就是代码中执行了五次后会执行kill指令杀死进程

4.4 子进程资源回收：`wait` 和 `waitpid`

进程等待与回收我们会在下一篇详细讲解

当子进程终止后，其状态会保留在系统中，直到父进程回收。这种未被回收的子进程称为僵尸进程。

示例代码：回收子进程资源

#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    pid_t pid = fork();

    if (pid == 0) {
        // 子进程
        printf("子进程开始: PID = %d\n", getpid());
        sleep(2);
        printf("子进程结束\n");
    } else if (pid > 0) {
        // 父进程
        int status;
        wait(&status);  // 等待子进程终止
        if (WIFEXITED(status)) {
            printf("子进程正常终止，状态码: %d\n", WEXITSTATUS(status));
        }
    }

    return 0;
}

执行结果：

五、进程终止的影响

5.1 资源释放

进程终止后，操作系统会回收以下资源：

内存：代码段、数据段、堆栈等。
文件描述符：关闭该进程打开的所有文件。
CPU时间：释放进程的时间片。

5.2 僵尸进程

当子进程终止但父进程未调用wait或waitpid回收其状态时，子进程会变成僵尸进程。

如何避免僵尸进程？

父进程调用wait或waitpid回收子进程。
使用信号处理机制，如捕获SIGCHLD信号。

六、信号与进程终止

常见信号与作用

信号	描述	默认行为
`SIGKILL`	强制终止进程，无法捕获或忽略。	终止
`SIGTERM`	请求终止进程，进程可以选择捕获或忽略。	终止
`SIGABRT`	异常终止进程，通常由`abort`触发。	终止并生成核心转储
`SIGCHLD`	子进程终止或停止时通知父进程。	忽略

示例代码：捕获`SIGTERM`信号

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

void handle_sigterm(int sig) {
    printf("接收到SIGTERM信号，进程终止\n");
    exit(0);
}

int main() {
    signal(SIGTERM, handle_sigterm);  // 注册信号处理函数

    while (1) {
        printf("程序正在运行...\n");
        sleep(2);
    }

    return 0;
}

七、进程终止的常见问题与解决

7.1 僵尸进程问题

问题：父进程未回收子进程，导致系统中出现僵尸进程。

解决：

调用wait或waitpid。
使用SIGCHLD信号处理函数自动回收。

7.2 非预期终止

问题：进程意外终止导致数据未保存。

解决：通过信号处理函数捕获终止信号，并在终止前完成必要的清理工作。

八、总结

进程终止是操作系统中管理资源的重要环节。通过本文的讲解，我们了解了进程终止的主要原因、类型以及Linux中的具体实现方式。进程终止不仅影响单个进程的生命周期，还对系统资源的利用和稳定性产生重要影响。

通过合理地使用exit、kill、wait等系统调用，以及信号机制，可以高效管理进程终止，避免僵尸进程问题，提高系统性能和可靠性。希望通过本文的详细分析和代码示例，你能更加深入理解操作系统的这一重要机制！

本篇笔记：

感谢各位大佬观看，创作不易，还请各位大佬点赞支持！！！

原文地址：https://blog.csdn.net/2301_80220607/article/details/143815200

免责声明：本站文章内容转载自网络资源，如本站内容侵犯了原著者的合法权益，可联系本站删除。更多内容请关注自学内容网（zxcms.com）！

上一篇：611.有效三角形的个数
下一篇：龙迅#LT8612UX适用于HDMI 转 HDMI&VGA应用领域,分辨率高达4K60HZ,内置程序,方便调试!

npm error code ETIMEDOUT 简单排查
今天突然没到一个仓库的ius问题。改完之后想发布npm包出现下面的场景npm login遇到错误时，通常是网络连接问题，可能与代理设置、网络环境或 NPM 配置有关。
阅读更多2024-11-30
Qt入门4——常用控件2
一篇文章教你使用Qt中常用的显示类控件和输入类控件！
阅读更多2024-11-30
网络爬虫的原理
爬虫的原理
阅读更多2024-11-30
@antv/x6 再vue中，自定义图形，画流程图、数据建模、er图等图形
X6 是基于 HTML 和 SVG 的图编辑引擎，提供低成本的定制能力和开箱即用的内置扩展，方便我们快速搭建 DAG 图、ER 图、流程图、血缘图等应用。
阅读更多2024-11-30
高效数据集成：旺店通与金蝶云自动化处理调拨出库单
在某些特殊场景下，标准转换逻辑可能无法满足业务需求。此时，可以利用自定义脚本功能，实现更复杂的数据处理逻辑。"label":"库存状态",通过以上步骤，我们可以
阅读更多2024-11-30
SprinBoot整合KafKa的使用(详解)
前言1.高吞吐量（High Throughput）Kafka 设计的一个核心特性是高吞吐量。它能够每秒处理百万级别的消息，适合需要高频次、低延迟消息传递的场景。即使在大规模分布式环境下，它也能保持很高
阅读更多2024-11-30
【一文读懂】大语言模型
介绍了目前最火的大语言模型，一文带你理解大语言模型相关基础知识。
阅读更多2024-11-30
Permute for Mac 媒体文件格式转换软件安装教程【音视频图像文件转换，简单操作，轻松转换，提高效率】
Permute for Mac 媒体文件格式转换软件安装教程【音视频图像文件转换，简单操作，轻松转换，提高效率】
阅读更多2024-11-30
Linux Docker 部署 Jenkins 详解教程
**Jenkins** 是当前最流行的持续集成和持续交付（CI/CD）工具之一，它能够帮助开发团队实现自动化构建、测试和部署。在现代 DevOps 流程中，Jenkins 是不可或缺的一部分。结合 D
阅读更多2024-11-30
上海迪士尼奇幻冬日巡游：IP营销如何出圈？
从领航花车上的达菲和朋友们，到《冰雪奇缘》主题花车上的艾莎、安娜和雪宝，再到《疯狂动物城》冰川镇上的尼克和朱迪，每一个细节都充满了迪士尼的经典IP元素，让游客仿佛置身于一个梦幻的童话世界。而其推出的“
阅读更多2024-11-30