Linux进程生命周期管理_创建运行退出流程解析【教程】

fork()复制父进程生成子进程，子进程返回 0、父进程返回 PID；实际采用写时复制降低开销；需 wait()回收僵尸进程；子进程应优先用_exit()避免缓冲区问题。

进程是怎么被 fork() 出来的

Linux 中新进程几乎都源于 fork() 系统调用，它会复制当前进程的地址空间、文件描述符、信号处理等状态，生成一个几乎完全相同的子进程。注意：子进程从 fork() 返回值为 0，父进程返回子进程 PID（正整数），出错则返回 -1。

常见误区是认为 fork() 后父子进程执行顺序确定——实际由调度器决定，无先后保障。若需同步，必须显式使用 wait() 或信号机制。

• fork() 不加载新程序，只是复制；要运行不同代码得紧接着调用 execve() 类函数
• 写时复制（Copy-on-Write）让 fork() 实际开销远小于内存大小所暗示的那样
• 频繁 fork() 但不 exec（如某些守护进程模型）可能因页表膨胀引发性能抖动

execve() 替换进程映像的关键细节

execve() 不创建新进程，而是用指定程序完全替换当前进程的用户空间代码、数据、堆 栈和文件描述符表（除非标记了 CLOEXEC）。调用成功后，原进程“变成”新程序，execve() 永远不会返回；失败才返回 -1。

容易踩的坑：

• 传入的 argv 数组必须以 NULL 结尾，否则 execve() 可能读越界并失败（错误码 EFAULT）
• 路径必须绝对或相对于当前工作目录；用 execvpe() 可自动查 $PATH，但需确保 环境变量 有效
• 若目标程序是脚本且无 #! 解释器声明，内核会直接报 ENOEXEC

子进程退出后，父进程不 wait() 会发生什么

子进程终止后进入“僵尸状态（Zombie）”，内核保留其退出状态、PID 和少量元数据，直到父进程调用 wait()、waitpid() 或类似接口回收。不回收会导致：ps 显示状态为 Z，PID 无法复用，长期积累可能耗尽进程表。

典型应对方式：

• 父进程主动调用 waitpid(-1, &status, WNOHANG) 非阻塞轮询
• 注册 SIGCHLD 信号 处理器，在其中调用 waitpid() 回收（注意信号安全函数限制）
• 对完全不关心子进程结果的场景，可提前设 signal(SIGCHLD, SIG_IGN)，内核将自动清理僵尸进程（仅限 Linux 2.6+）

为什么 exit() 和 _exit() 不能混用

exit() 是 C 库函数，会刷新 stdio 缓冲区、调用 atexit() 注册的函数、关闭打开的流；_exit() 是系统调用封装，立即终止进程，不执行任何清理。

在 fork() 后的子进程中，若已调用 execve()，用哪个都行；但若没 exec，直接 exit() 可能导致父进程的 stdio 缓冲区被重复刷新（父子共享 FILE 结构体副本，底层 fd 相同）。

稳妥做法：

• 子进程 fork() 后立即 _exit()，避免 stdio 干扰
• 主流程或 exec 后的进程可用 exit()
• 在信号处理中只能用 _exit()，因 exit() 不是异步信号安全函数

pid_t pid = fork(); if (pid == 0) {// 子进程 execve("/bin/ls", (char*[]){"ls", "-l", NULL}, environ); _exit(127); // execve 失败，必须用 _exit } else if (pid> 0) {int status; waitpid(pid, &status, 0); // 父进程等待回收 } else {perror("fork"); }