Linux之进程

本文介绍了进程的基本概念及其在操作系统中的创建与管理方式。主要内容包括：1）进程是程序运行的实例，拥有独立资源；2）进程可通过系统调用或父进程创建，重点讲解了system、fork等函数的使用；3）特殊进程状态：孤儿进程（被init收养）和僵尸进程（父进程未调用wait回收）；4）进程等待机制（wait/waitpid函数）及其应用场景。文章通过代码示例详细演示了进程创建、孤儿/僵尸进程的形成过程

weixin_73863517

541人浏览 · 2025-08-24 19:03:19

weixin_73863517 · 2025-08-24 19:03:19 发布

一.什么是进程

通俗的来讲，进程就是程序在操作系统里运行起来后的一个实例，它有自己的资源、能和别的进程并发执行，系统通过进程来管理和调度任务。

二.进程的创建

创建进程有两种⽅式：1）操作系统创建 2）父进程创建。

进程的创建可以通过system函数、exec系列函数（execl、execlp等）、fork函数

实现。

1）system函数

函数原型为：int system(sonst char*filename)

使用时需要包含头文件：stdlib.h 主要用于执行shell命令.

功能为:简历独立进程，拥有独立的代码空间,内存空间，等待新的进程执行完

毕，system才返回，system函数其实内部会调用fork函数来产生子进程。

2）复制进程fork函数

函数原型为：pid_t fork(void)

功能：fork 函数会新生成⼀个进程，调⽤ fork 函数的进程为父进程，新生成的进程为子进程。子进程复制了父进程打开的文件描述符。

函数返回值：函数返回类型 pid_t 实质是 int 类型

在父进程中返回子进程的 pid，在子进程中返回 0，失败返回-1。

所属头文件:unistd.h

示例代码

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


void task1()
{
    printf("#current id=%d\n",getpid());
    for(int i=0;i<10;i++)
     {
         printf("##############---%d\n",i+1);
         sleep(1);
     }
}

void task2()
{
    printf("$current id=%d\n",getpid());
    for(int i=0;i<10;i++)
     {
         printf("$$$$$$$$$$$$---%d\n",i+1);
         sleep(1);
     }
}

int main()
{
  
   int start=time(NULL);
   printf("start=%d\n",start);

   pid_t pid=fork();
   if(pid>0)
   task1();//父进程
    else
   task2(); //子进程
   wait(NULL);
   int end=time(NULL);
   printf("end=%d\n",end);
   
  return 0;
}

fork()函数出错可能有两种原因：

1、当前的进程数已经达到了系统规定的上限，这时errno的值被设置为EAGAIN

2、系统内存不足，这时errno的值被设置为ENOMEM

3）孤儿进程

如果⼀个子进程的父进程先与子进程结束，子进程就变成孤儿进程；孤儿进程将被 init进程(进程号为1)所收养，并由init进程对它们完成状态收集工作（包括资源回收）。

示例代码

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

int main()
{
    printf("parent process id=%d\n", getpid());
    
    pid_t pid = fork();
    
    if(pid > 0)
    {
        printf("father process\n");
        sleep(1);
    }
    else if(pid == 0)
    {
        printf("father id=%d child id=%d\n", getppid(), getpid());
        sleep(5);
        printf("father id=%d child id=%d\n", getppid(), getpid());
    }
    
    printf("end==%d\n", getpid());
    return 0;
}

运行结果

注意：带图形界⾯的ubuntu下上述打印孤儿进程的父进程可能不是1，是因为代替了init进程来接管孤儿进程的进程名字叫做init–user，如果将程序在命令行下运就是发现是1。

形成过程

父进程先退出（62710）：在子进程还在睡眠5秒时，父进程已经睡眠1秒后退出
子进程成为孤儿：父进程退出后，子进程被init进程（PID=1）收养
父进程ID变化：子进程第二次打印时，getppid()返回的不再是原来的父进程ID(62710)，而是init进程的ID(1853)

4）进程等待

创建⼀个子进程后，父进程与子进程会争夺cpu,抢到者先执⾏，另⼀个挂起等待，如果想要父进程等待⼦进程执行完毕以后再继续执行，可以在fork之后，调用wait 或waitpid。同时父进程通过上述函数还可以取得子进程的终止状态。

等待进程结束的函数主要有：

1、pid_t wait(int *status);

功能：wait函数会在父进程中阻塞，等待子进程结束，如果子进程结束，则返回子进程的PID。如果没有子进程则立刻返回-1。

注意：如果要获取wait的状态码，需要用该宏包裹WEXITSTATUS(status)才可以拿到。

2、pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);

waitpid函数等待子进程结束（options设置为WNOHANG时为⾮阻塞，设置为0 表示阻塞），如果子进程结束，则返回子进程的PID。如果没有子进程则立刻返回-1，如果是非阻塞的并且子进程还没有结束，则返回0。

两者的区别：

wait函数作用就是父进程调用，将父进程挂起，直到所等待的进程结束，然后在执行父进程。而如果有多个子进程的话，只要第⼀个子进程结束，wait就会接受到信号，并结束等待。而waitpid就会指定⼀个进程号，父进程将会等待pid这个子进程结束才会执行。

5）僵尸进程

(1) 僵尸进程概念：子进程先于父进程结束，父进程没有调用 wait 获取子进程退出

码。

(2) 如何处理僵死进程：父进程通过调用 wait()完成。

示例代码

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


int main()
{
  int retval;
  printf("parent process id=%d\n",getpid());
  pid_t pid=fork();
  if(pid>0)
  {
     printf("father process\n");
     wait(NULL);
     sleep(10);
      printf("father over\n");

  }else if(pid==0)
  {
     printf("entry child process\n");
     sleep(1);     

  }
 return 0;
}