(创建，终止，退出，等待))
进程创建
写时拷贝(补充)
关于写时拷贝在上一篇博客里已经提到过了，只不过现在想补充一个点，fork之后，父子进程的代码和数据是共享的，一般来说，代码是只读的，数据是读写的，但是fork之后会特殊一点，代码依旧是只读的，数据也会变成只读，在父子进程没有任何一方要修改数据时，父子进程的代码和数据是映射到同一个物理内存空间的。假设现在有一方进程要修改共享数据了，OS会介入，因为现在数据是只读的，OS就会先检查一下是野指针，还是进程被挂起，数据不在物理内存里了.....如果都不是就说明是父子进程有一方要修改数据，就是要发生写时拷贝了，数据再从原来的读权限变成读写权限。
进程终止
进程终止的时候，内核会释放内核数据结构，代码和数据。注意，进程终止时候会先释放代码和数据，内核数据结构最后才释放，因为有僵尸进程。
你的进程终止会有几种情况？1.代码跑完，结果正确，2.代码跑完，结果不正确，3.代码没跑完，进程异常了。其中第三种情况会在后边的博客里体现，本篇只讨论前两种，你怎么知道你的结果对还是不对？答案：main函数的返回值，这个返回值其实也叫做进程的退出码，为0就说明进程是正常结束的，不为0就说明进程的结果不正确。除了0之外的数字都表示不同的含义，用于告诉OS非正常退出的具体原因，这个含义可以是日后你的公司自定义的，也可以是系统提供(规定)的。
echo $? 可以查看最近一个进程执行完的结果。($相当于指针解引用，?就代表一个变量)。
计算机适合看数字来知道错误原因，但是人不适合，因此strerror这个函数可以帮我们查看具体每一个退出码的含义。(下图只是片段)，还有一个码叫做库函数调用失败的错误码，存在errno这个全局变量里边(C语言里边)，错误码和退出码只是名字不一样，实际上意思都是一个意思，可以混用。
接下来简单说一下进程终止的第三种情况，代码没跑完，进程异常了。首先在这种情况下，return没有执行，退出码是没有意义的，那是什么原因导致进程异常了呢？答：被信号终止了。之前的博客里也提到过了，kill指令可以发出信号让进程终止，通过kill -l可以查看所有的信号编号(注意是从1开始的)。
综上：进程退出的3种情况可以再细化总结一下：
1.代码跑完(代码运行期间，没有收到信号)，可以理解成收到了0信号(因为信号编号从1开始，0本身没意义) && return 0 -> 信号数字：0 && 退出码：0
2.信号数字：0 && 退出码：!0
3.信号数字：!0 && 退出码无意义
也就是说，进程执行的结果状态可以用两个数字表示，一个是信号数字，一个是退出码。用户本身不需要维护，当一个进程退出的时候，OS会把进程退出的详细信息写入到进程的task_struct里，所以，进程退出的时候，需要僵尸维护自己的退出状态。
进程退出
这里主要是讲的是进程终止的前两种情况。在不考虑异常的情况下，如何让进程退出？
1.main函数return
2.在任意地方调用exit，进程都会结束。(非main函数return，函数结束，非main函数exit，进程结束)。除此之外，还有一个系统调用_exit，功能跟exit一样，exit为最佳实践。
exit VS _exit：exit是库函数，_exit是系统调用，库函数是在上层，系统调用是在下层，exit终止进程之后会强制刷新缓冲区，但是_exit不会。因此可以得出一个结论，缓冲区和刷新缓冲区的操作一定不在内核里，缓冲区其实是C/C++维护的(具体之后说)。
进程等待
进程等待就是子进程退出之后，进入僵尸状态，等待父进程来回收它。进程等待是很有必要的，子进程进入僵尸状态之后，OS会保留它的内核数据结构，外界也杀不掉它，因为它已经死了，这就导致内核数据结构一直留在内存里，会有内存泄露的问题，所以等待是必须的，不等会有内存泄露问题。还有一种非必须情况，就是可能父进程要获取子进程的退出信息(退出码或者退出信号，这个也在内核数据结构里)。所以需要进程等待，解决子进程的僵尸问题。
验证：父进程等待能解决子进程的僵尸问题。我们用到了wait系统调用，用来回收子进程(waitpid函数的功能完全覆盖wait，所以waitpid是最佳实践)。它的参数你先不要管，我们就先当它是NULL，然后如果等待成功了，就返回子进程的PID，等待失败就返回-1。
(下边代码意思：子进程运行总时间为5s，父进程总共休眠10s，在子进程运行完还要休眠5s，这个5s可以看到子进程的僵尸状态，子进程运行完再等5s之后，父进程等待子进程成功，然后父进程自己退出。)
1 #include<stdio.h> 2 #include<unistd.h> 3 #include<stdlib.h> 4 #include<sys/wait.h> 5 #include<sys/types.h> 6 #include<unistd.h> 7 8 int main() 9 { 10 pid_t id = fork(); 11 if(id == 0) 12 { 13 //child 14 int cnt = 5; 15 while(cnt--) 16 { 17 printf("我是子进程：pid为%d\n", getpid()); 18 sleep(1); 19 } 20 exit(0); 21 } 22 else 23 { 24 sleep(10); 25 //parent---fork给父进程返回子进程的pid 26 pid_t rid = wait(NULL); 27 if(rid == id) 28 { 29 printf("等待成功：pid%d", getpid()); 30 } 31 exit(0); 32 } 33 34 return 0; 35 }由观察结果能看出来，当父进程一回收，子进程立马从僵尸状态变成死亡状态了(死亡状态看不到，查不出来就表示死亡了)。
对于wait系统调用还想说一点，就是如果父进程wait子进程，但是子进程就是没有退出，则父进程会阻塞在wait函数中(阻塞等待)。
验证：如何获取子进程的退出信息。用waitpid函数。先来看看waitpid函数的相关信息。注：pid==-1，options==0时，waitpid和wait在功能上没有任何区别。
pid_ t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);
返回值：
当正常返回的时候waitpid返回收集到的⼦进程的进程ID
如果设置了选项WNOHANG,⽽调⽤中waitpid发现没有已退出的⼦进程可收集,则返回0
如果调⽤中出错,则返回-1,这时errno会被设置成相应的值以指⽰错误所在(比如说：父进程等待的不是自己子进程就会调用出错)
参数：
pid：
Pid=-1,等待任⼀个⼦进程。与wait等效。
Pid>0.等待其进程ID与pid相等的⼦进程。
status: 输出型参数
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，信号数字是否为0)
WEXITSTATUS(status): 若WIFEXITED⾮零，提取⼦进程退出码(查看进程的退出码)
options:
默认为0，表⽰阻塞等待
WNOHANG: 若pid指定的⼦进程没有结束，则waitpid()函数返回0，不予以等待。若正常结束，则返回该⼦进程的ID。
重点来说一下第二个参数status，status参数是一个输出型参数，是获取子进程退出信息的，子进程退出有3种情况，就是上文进程退出那个标题里说的那3种，也就是说子进程的退出信息，本质上是要得到子进程退出的时候的那两个数字(信号数字和退出码)。那一个int类型的status变量怎么能同时得到两个数字呢？一个int类型4个字节，32bit，其中前16个bit不考虑，主要是考虑后16个bit，后16bit中，后8位表示信号编号，前8位表示退出码。(注：因为后8位信号位有1位表示core dump，因此实际上信号位有7位数字)。
接下来来看一个案例，验证一下这个事。
1 #include<stdio.h> 2 #include<unistd.h> 3 #include<stdlib.h> 4 #include<sys/types.h> 5 #include<sys/wait.h> 6 7 int main() 8 { 9 pid_t id = fork(); 10 if(id == 0) 11 { 12 //child 13 int cnt = 5; 14 while(cnt--) 15 { 16 printf("我是子进程PID: %d\n", getpid()); 17 } 18 exit(1); 19 } 20 else 21 { 22 //parent 23 int status = 0; 24 pid_t rid = waitpid(id, &status, 0); 25 if(rid == id) 26 { 27 printf("等待成功，status: %d\n", status); 28 } 29 exit(0); 30 } 31 return 0; 32 }上文代码里，子进程的退出码为1，父进程里，waitpid的参数status获得了1，然后最终打印结果是256，原因就是上文说过的，由于父进程是正常return终止，因此后8位信号位为全0，也就是00000000，前8位退出码为1，也就是00000001，最终status的二进制表示为0000000100000000，转化成10进制就是256。根据status还可以得到子进程的退出码或者信号数字。退出码：(status >> 8) & 0xFF(11111111)，信号数字：status & 0x7F(01111111)(信号位只有7位)，注意这里的0xFF和0x7F也是int类型，有32个bit位，因为C语言里进行运算时有隐式类型转换。
父进程通过waitpid，是如何得到子进程的退出信息的？子进程退出后会进入Z状态，OS会保留Z状态时进程的PCB，PCB里的exit_code和exit_signal里会保存子进程的退出信息，waitpid的第一个参数是子进程的PID，凭借PID找到对应的子进程，并且读取子进程PCB里的信息。那如果waitpid的第一个参数为-1呢？为-1表示获取任何一个子进程的退出信息，在父进程的task_struct里边有一个子进程链表，一个兄弟进程链表，通过便利它们就可以获取到进程状态为Z的进程的退出信息了。
上文我们获取status里子进程的退出码和信号数字是用的位运算的方式，除此之外，waitpid还给我们提供了许多的宏，比较重要的如下：(上文介绍waitpid那里截图下来的)，WIFEXITED(status)这个宏里是用来检测信号是否为0，WEXITSTATUS(status)是用来获取子进程的退出码。说实话就是这两个宏就是系统帮我们把位操作给搞完了，不用我们自己搞了。
之前一直忽略了waitpid的第三个参数，上文所有的代码都是传的默认值0，当传0的时候，其实就是让父进程阻塞等待子进程退出，接收到子进程的退出信息之后父进程才会执行自己之后的代码。这样其实会占用资源，因为父进程自己也是一个进程，但是它就光等了，没有干自己的事情，有点浪费，因此waitpid的第三个参数也给了我们第二种选择，WNOHANG(等待不要宕机了)，传这个参数时父进程是会非阻塞等待的，非阻塞等待的意思就是调用waitpid检测子进程是否退出时如果子进程没有退出，父进程不会阻塞在那里，而是继续执行它自己后边的代码，然后在执行过程中，父进程会非阻塞轮询(自己实现的，waitpid不会帮你干，它只会检测一次，再要检测要重新调用)。
结合以上全部关于waitpid这个系统调用的解释，我们整合一下完整版代码如下。(用到了几乎所有的waitpid的返回值以及参数的值等信息)。
1 #include<stdio.h> 2 #include<unistd.h> 3 #include<stdlib.h> 4 #include<sys/types.h> 5 #include<sys/wait.h> 6 7 int main() 8 { 9 pid_t id = fork(); 10 if(id < 0)//创建失败 11 { 12 perror("fork"); 13 exit(1); 14 } 15 else if(id == 0) 16 { 17 //child 18 int cnt = 5; 19 while(cnt--) 20 { 21 printf("我是子进程PID: %d\n", getpid()); 22 sleep(1); 23 } 24 exit(0); 25 } 26 else 27 { 28 //parent 29 //写成循环才能实现非阻塞轮询的效果 30 while(1) 31 { 32 int status = 0; 33 //单次调用waitpid的作用只有两个,非阻塞检测和回收子进程 34 pid_t rid = waitpid(id, &status, WNOHANG); 35 if(rid > 0)//子进程已经退出 36 { 37 if(WIFEXITED(status)) 38 { 39 printf("等待成功, 子进程PID:%d, 退出信息:%d, 退出码:%d\n", rid, status, WEXITSTATUS(status)); 40 } 41 else 42 { 43 printf("异常退出\n"); 44 } 45 break; 46 } 47 else if(rid == 0)//子进程未退出 48 { 49 printf("子进程正在运行，父进程还需等待\n"); 50 usleep(100000); 51 } 52 else//检测失败 53 { 54 perror("waitpid"); 55 break; 56 } 57 } 58 } 59 return 0; 60 }非阻塞等待和阻塞等待哪一种更高效一点呢？你问等待效率高，是不是比的是等待时间的长或者短，而不管是非阻塞等待还是阻塞等待，等待的时间都由子进程决定，所以其实不存在谁效率高的问题，只不过是阻塞等待在等待期间什么都没干，非阻塞等待在等待期间可以干其他的事情，它把等待的时间利用了起来。接下来来说说非阻塞等待能干啥其他的事情？(下边的截图是基于上边最终版完整代码多出部分的截图，目的仅为让我们知道非阻塞等待的时候是可以干其他事情的)。
