• 全缓冲：缓冲区满、调用fflush或程序正常退出时刷新。磁盘文件默认使用全缓冲。
• 行缓冲：遇到换行符\n、缓冲区满或调用fflush时刷新。终端标准输出stdout默认行缓冲。
• 无缓冲：数据立即写入设备。标准错误输出stderr默认无缓冲，保证错误信息及时显示。

• 逻辑地址(虚拟地址)：进程运行时操作系统分配的地址，仅在本进程内有效。32位系统每个进程有4GB独立虚拟地址空间。让每个进程都感觉自己独占整个完整的内存地址空间，互不干扰
• 物理地址：内存硬件的实际地址，由内存控制器和CPU使用。

• 虚拟地址到物理地址的映射
• 内存访问权限检查

• 程序：存储在磁盘上的二进制文件，不占用系统资源，无生命周期。
• 进程：运行中的程序，是操作系统分配资源的基本单位，有独立的地址空间和生命周期。

• ps aux：查看系统中所有进程的详细信息
• ps ajx：查看进程树，显示进程间的父子关系
• kill -9 pid：发送SIGKILL信号，强制杀死进程，不清理资源
• kill -15 pid：发送SIGTERM信号，优雅终止进程，让进程正常退出，清理资源
• ulimit -a：查看进程资源限制(如最大打开文件数、最大进程数等)

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

int main() {
    printf("HOME: %s\n", getenv("HOME"));
    return 0;
}

• 失败：返回-1
• 成功：父进程返回子进程的PID，子进程返回0

int var = 100;

int main() {
    pid_t pid = fork();
    if (pid == 0) {
        var = 1000; // 触发写时复制，子进程有了自己的var副本
        printf("Child var: %d\n", var); // 输出1000
    } else {
        sleep(1); // 等待子进程修改
        printf("Parent var: %d\n", var); // 输出100
    }
    return 0;
}

• 定义：父进程先于子进程退出，子进程成为孤儿进程。
• 处理：孤儿进程会被init进程(或systemd --user进程)领养，由init进程负责回收其资源。
• 特点：孤儿进程不会造成系统资源泄漏。

• 定义：子进程先于父进程退出，但父进程没有调用wait()或waitpid()回收子进程的资源，子进程的PCB仍残留在系统中。
• 危害：僵尸进程会占用系统资源(主要是PID)，如果大量产生会导致系统无法创建新进程。
• 产生原因：子进程退出时，内核会向父进程发送SIGCHLD信号，但父进程默认忽略该信号，不会主动回收资源。

僵尸进程中，为什么父进程还活着，却不能回收已死的子进程的资源？

 

 

子进程结束时，内核会向其父进程发送 SIGCHLD信号，并将子进程的状态信息保留在进程表项中，此时子进程进入僵尸状态。

内核只负责记录状态，不会自动清理子进程资源。因为退出状态可能对父进程有用，必须由父进程主动调用 wait()或 waitpid()来获取状态并回收资源。

 

 

默认情况下，父进程忽略 SIGCHLD 信号，如果父进程没有显式设置 SIGCHLD 信号的处理函数，那么即便子进程结束并发送了 SIGCHLD 信号，父进程收到了 SIGCHLD 信号，但因为默认是忽略处理，所以不会执行回收子进程的代码，也不会主动调用 wait()/waitpid() 等回收函数。因此即使收到信号也不会回收子进程。

 

 

即便父进程设置了信号处理函数，若函数中未调用 wait() / waitpid()，依然无法回收资源。

#include <sys/wait.h> 
pid_t wait(int *wstatus);

• 功能：阻塞等待任意一个子进程退出，回收其资源。
• 参数：wstatus是传出参数，用于获取子进程的退出状态。
• 返回值：成功返回终止子进程的PID，失败返回-1。

• WIFEXITED(wstatus)：如果子进程正常退出，返回真。此时用WEXITSTATUS(wstatus)获取退出状态码。
• WIFSIGNALED(wstatus)：如果子进程被信号杀死，返回真。此时用WTERMSIG(wstatus)获取信号编号。

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

• pid：
  • pid > 0：等待指定PID的子进程
  • pid = -1：等待任意子进程(同wait)
  • pid = 0：等待同一进程组的所有子进程
  • pid < -1：等待进程组ID为|pid|的任意子进程
• options：
  • 0：阻塞等待(同wait)
  • WNOHANG：非阻塞等待，如果没有子进程退出立即返回0

• 成功：返回退出子进程的PID
• 设置WNOHANG且无退出子进程：返回0，表示还有子进程在运行，但是暂时没有子进程退出
• 失败：返回-1，本质是系统调用出错，错误码是 ECHILD ，含义就是：当前父进程已经没有任何子进程了，所以直接返回-1结束循环

// 创建5个子进程
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    if (fork() == 0) {
        printf("Child %d\n", getpid());
        exit(0);
    }
}

// 父进程回收所有子进程
for (int i = 0; i < 5; i++) {
    pid_t wpid = wait(NULL);
    printf("Reaped: %d\n", wpid);
}

while (1) {
    pid_t wpid = waitpid(-1, NULL, WNOHANG);
    if (wpid == -1) {
        // 没有子进程了，退出循环
        break;
    } else if (wpid > 0) {
        printf("Reaped: %d\n", wpid);
    }
    // 没有子进程退出，做其他事情
    sleep(1);
}

• 成功时不会返回（因为进程已被替换）。
• 失败时返回 -1，并设置 errno（如文件不存在、权限不足等）。因此，exec 后的代码仅在失败时执行，通常用于处理错误。

7.2 最常用的两个exec函数

1. execlp（列表传参，自动找命令）

#include <unistd.h>
int execlp(const char *file,const char arg,.../*(char *） NULL */);

//替换原进程的内容，执行ls -l命令
execlp("ls", "ls", "-l", NULL);

2. execvp（数组传参，自动找命令）

int execvp(const char *file, char *const argv[]);

• 第一个参数：要执行的命令
  • 直接写："ls" "pwd" "cat"
  • 不用写绝对路径！
• 第二个参数：命令参数数组
  • 格式：{命令名, 参数1, 参数2, ..., NULL}
  • 必须以 NULL 结尾！

//替换原进程的内容，执行ls -l命令
char *argv[] = {"ls", "-l", NULL};
execvp("ls", argv);

1. 标准I/O缓冲区机制和exit/_exit的区别
2. 虚拟内存和写时复制机制
3. 程序与进程的区别及常用操作命令
4. fork函数的工作原理和父子进程资源共享
5. 孤儿进程和僵尸进程的产生原因
6. wait和waitpid函数回收子进程资源
7. exec族函数替换进程内容