📘 目录
- 什么是进程控制？
- 进程的创建：fork 与 exec
- 父子进程与进程关系
- 进程终止与退出码
- 僵尸进程与孤儿进程
- 等待与回收子进程（wait/waitpid）
- 进程组与会话（Process Group & Session）
- 守护进程（Daemon）的实现
- 信号机制：控制进程的利器
- 实用案例与命令实践
- 小结与思考
1️⃣ 什么是进程控制？
进程控制是指操作系统对**进程生命周期（创建→运行→阻塞→退出）**进行管理与调度的所有操作行为，开发者也可以通过系统调用来创建、控制、终结进程。
2️⃣ 进程的创建：fork() 与 exec()
Linux 创建新进程最经典的方法就是使用 fork()：
pid_t pid = fork();
if (pid == 0) {
// 子进程逻辑
} else if (pid > 0) {
// 父进程逻辑
} else {
// 创建失败
}
fork()复制父进程的内存空间，但采用**写时复制（Copy-on-Write）**机制。
要在子进程中运行另一个程序，应配合 exec() 使用：
execl("/bin/ls", "ls", "-l", NULL);
常见的 exec 家族函数包括：
execl、execp、execv、execve等
3️⃣ 父子进程与进程关系
- 每个进程有一个父进程（通过
getppid()获取） - 父进程通过
wait()系列函数来收尸（回收子进程） - 父进程终止后，子进程会被
init或systemd收养，成为孤儿进程
4️⃣ 进程终止与退出码
子进程可以通过 exit() 正常终止，返回退出码，供父进程获取：
exit(0); // 表示正常退出
exit(1); // 非正常退出
父进程使用如下方式获取退出状态：
int status;
wait(&status);
if (WIFEXITED(status)) {
printf("Exit code: %d\n", WEXITSTATUS(status));
}
5️⃣ 僵尸进程与孤儿进程
- 僵尸进程（Zombie）：子进程已退出，但父进程未回收，系统保留其 PID 和状态信息
- 孤儿进程（Orphan）：父进程提前终止，子进程由
init或systemd接管
解决僵尸进程的方式：
- 使用
wait()或waitpid()回收 - 使用信号
SIGCHLD通知父进程回收子进程
6️⃣ 等待与回收子进程：wait() 与 waitpid()
wait()：等待任意一个子进程结束waitpid(pid, &status, options)：指定等待某个子进程，更灵活
waitpid(child_pid, &status, 0); // 阻塞等待指定子进程结束
可选项包括：
WNOHANG：非阻塞模式WUNTRACED：监听停止的子进程
7️⃣ 进程组与会话（pgid/session）
Linux 中进程有组织结构：
| 概念 | 说明 |
|---|---|
| 进程组（PGID） | 一组相关进程共享控制机制，常用于 Shell 中控制前台/后台 |
| 会话（SID） | 会话是一组进程组，可表示一个登录会话或终端控制会话 |
创建新会话的函数：
setsid(); // 创建新会话并脱离终端控制
8️⃣ 守护进程的实现（Daemon）
守护进程是后台运行的独立服务程序（如 sshd, cron, nginx）：
基本实现步骤：
fork()创建子进程，父进程退出setsid()创建新会话，脱离终端- 修改工作目录、umask，关闭标准输入输出
- 运行服务主循环
daemon(0, 0); // 快速实现守护进程化（glibc 提供）
9️⃣ 信号机制：控制进程的利器
信号是进程之间或内核向进程发送的异步通知：
| 信号 | 意义 |
|---|---|
SIGINT | Ctrl+C 终止程序 |
SIGTERM | 优雅终止 |
SIGKILL | 强制终止，不能捕获 |
SIGCHLD | 子进程结束通知父进程 |
SIGHUP | 终端挂断 |
信号处理函数：
void handler(int sig) {
printf("Received signal: %d\n", sig);
}
signal(SIGINT, handler);
🔨 10️⃣ 实用案例与命令实践
查看所有进程：
ps -ef
创建后台进程：
./myprogram &
查找特定进程 PID：
pidof nginx
杀死进程：
kill -9 <PID>
使用 C 创建子进程：
if (fork() == 0) {
execlp("ls", "ls", "-la", NULL);
exit(1);
}
🧠 11️⃣ 小结与思考
Linux 中的“进程控制”是操作系统最核心的模块之一。掌握它，意味着你可以：
- 高效调度任务
- 构建后台服务与守护进程
- 避免僵尸进程和资源泄露
- 编写稳定的服务端程序
📚 推荐阅读
- 《APUE：UNIX 环境高级编程》Ch8：进程控制
- 《Linux高性能服务器编程》Ch3：进程模型
- man 手册：
man 2 fork,man 2 exec,man 2 wait,man 7 signal
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