一、进程管理进阶

1. 进程退出函数：exit 与 _exit

函数	原型	特点
exit	void exit(int status);	刷新I/O缓冲区，执行退出处理函数（atexit注册），最后进入内核
_exit	void _exit(int status);	直接进入内核，不刷新缓冲区，不执行退出处理函数

区别示例：

c

printf("Hello");   // 无换行符
exit(0);           // 会输出"Hello"
_exit(0);          // 不会输出"Hello"

status：进程退出状态，通常0表示正常，非0表示异常。父进程可通过wait相关宏获取该状态。

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2. 等待子进程：wait & waitpid

(1) wait

c

pid_t wait(int *wstatus);

• 功能：阻塞等待任意一个子进程结束，回收其资源。

• 参数：wstatus存放子进程退出状态信息。

• 返回值：成功返回子进程PID，失败返回-1。

(2) waitpid

c

pid_t waitpid(pid_t pid, int *wstatus, int options);

• 功能：可指定等待某个子进程，并可设置为非阻塞模式。

• 参数：

  • pid：>0表示指定子进程PID；=-1表示任意子进程（同wait）。

  • options：0表示阻塞；WNOHANG表示非阻塞，若无子进程结束立即返回0。

• 返回值：成功返回子进程PID，若WNOHANG且无子进程退出返回0，失败返回-1。

状态宏（用于解析wstatus）

宏	说明
WIFEXITED(status)	是否正常退出（调用exit或return）
WEXITSTATUS(status)	获取正常退出时的返回值（低8位）
WIFSIGNALED(status)	是否被信号杀死
WTERMSIG(status)	获取杀死进程的信号编号
WCOREDUMP(status)	是否产生core dump
WIFSTOPPED(status)	进程是否暂停
WSTOPSIG(status)	获取导致暂停的信号编号
WIFCONTINUED(status)	进程是否恢复运行（Linux 2.6.10+）

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3. 进程的消亡与僵尸进程

僵尸进程：子进程结束，但父进程未调用wait回收，子进程PCB仍保留，状态为Z。
危害：占用内核进程表项，若大量僵尸进程会导致无法创建新进程。

避免僵尸进程的方法：

1. 父进程主动回收：调用wait或waitpid。

2. 让父进程先结束：子进程成为孤儿进程，被init（PID=1）收养，init会在子进程结束时自动回收。

示例：

c

if (fork() == 0) {
    // 子进程
    exit(0);
} else {
    // 父进程
    wait(NULL);   // 回收子进程
}

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4. exec函数族

作用：在调用进程空间中执行另一个程序，不创建新进程，新程序替换原进程的代码段、数据段、堆栈，PID保持不变。

常用函数：

c

int execl(const char *path, const char *arg, ... /* (char  *) NULL */);
int execlp(const char *file, const char *arg, ... /* (char  *) NULL */);
int execle(const char *path, const char *arg, ... /*, char *const envp[] */);
int execv(const char *path, char *const argv[]);
int execvp(const char *file, char *const argv[]);
int execvpe(const char *file, char *const argv[], char *const envp[]);

命名规律：

• l（list）：参数以列表形式传入，以NULL结尾。

• v（vector）：参数以字符串数组形式传入。

• p（path）：在环境变量PATH指定的目录下搜索程序文件。

• e（environment）：可自定义环境变量数组。

示例：

c

// 执行 ls -l
execl("/bin/ls", "ls", "-l", NULL);
execlp("ls", "ls", "-l", NULL);   // 使用PATH搜索

char *argv[] = {"ls", "-l", NULL};
execv("/bin/ls", argv);

返回值：成功不返回，失败返回-1并设置errno。

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二、线程基础

1. 进程 vs 线程

维度	进程	线程
资源分配	独立地址空间	共享进程地址空间（代码、数据、堆）
调度单位	传统上是进程，现Linux线程也是调度单位	轻量级，CPU调度基本单位
栈	独立栈	每个线程独立栈（默认8M）
创建开销	大（复制页表等）	小（共享大部分资源）
通信	IPC（管道、共享内存、消息队列）	直接读写全局变量（需同步）

线程优点：创建快、切换快、通信简单、充分利用多核。

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2. 线程创建

c

int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,
                   void *(*start_routine) (void *), void *arg);

• thread：传出参数，存储新线程ID。

• attr：线程属性，NULL表示默认属性。

• start_routine：线程入口函数，参数为void*，返回值为void*。

• arg：传递给线程函数的参数。

• 返回值：成功返回0，失败返回错误码（非-1）。

注意：编译时需加-pthread链接线程库。

示例：

c

void* thread_func(void* arg) {
    printf("Thread: %d\n", *(int*)arg);
    return NULL;
}
int main() {
    pthread_t tid;
    int val = 123;
    pthread_create(&tid, NULL, thread_func, &val);
    pthread_join(tid, NULL);   // 等待线程结束
    return 0;
}

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3. 线程退出

c

void pthread_exit(void *retval);

• 功能：结束当前线程，可返回一个指针（指向退出状态）。

• 若主线程调用pthread_exit，进程不会结束，直到所有线程结束。

• 线程函数中return等价于pthread_exit（返回值即retval）。

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4. 线程等待

c

int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);

• 功能：阻塞等待指定线程结束，并回收其资源，获取退出状态。

• 参数：retval为二级指针，接收线程退出的返回值。

• 返回值：成功返回0，失败返回错误码。

类似进程的waitpid，线程资源必须回收，否则产生僵尸线程。

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5. 补充：其他常用线程函数

函数	功能
pthread_t pthread_self(void);	获取当前线程ID
int pthread_equal(pthread_t t1, pthread_t t2);	比较两个线程ID是否相等
int pthread_detach(pthread_t thread);	将线程设为分离态，结束自动回收资源，不可join