【Linux】僵尸与孤儿进程等待

news2024/9/27 9:29:58

一，僵尸进程

1，僵尸进程

2，僵尸进程的危害

二，孤儿进程

1，孤儿进程

三，进程等待

1，进程等待的必要性

2，wait 方法

3，waitpid 方法

4，回收小结

一，僵尸进程

1，僵尸进程

僵死状态（Zombies）是一个比较特殊的状态。

当进程退出并且父进程（使用wait()系统调用,后面讲）没有读取到子进程退出的返回代码时就会产生僵死(尸)进程僵死进程会以终止状态保持在进程表中，并且会一直在等待父进程读取退出状态代码。

所以，只要子进程退出，父进程还在运行，但父进程没有读取子进程状态，子进程进入Z状态

来一个创建维持30秒的僵死进程例子：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
	pid_t id = fork();
	if (id < 0) {
		perror("fork");
		return 1;
	}
	else if (id > 0) { //parent
		printf("parent[%d] is sleeping...\n", getpid());
		sleep(30);
	}
	else {
		printf("child[%d] is begin Z...\n", getpid());
		sleep(5);
		exit(EXIT_SUCCESS);
	}
	return 0;
}

当fork（）函数返回值，父进程和子进程同时启动，当子进程运行结束退出进程时，父进程还在等待，此时子进程一直在等待父进程读取其退出状态代码，于是产生了僵尸状态；

僵尸状体会造成内存泄漏，我们要尽可能避免；

2，僵尸进程的危害

进程的退出状态必须被维持下去，因为他要告诉关心它的进程（父进程），你交给我的任务，我办的怎么样了。可父进程如果一直不读取，那子进程就一直处于Z状态？是的！

维护退出状态本身就是要用数据维护，也属于进程基本信息，所以保存在task_struct(PCB)中，换句话说，Z状态一直不退出，PCB一直都要维护？是的！

那一个父进程创建了很多子进程，就是不回收，是不是就会造成内存资源的浪费？是的！因为数据结构对象本身就要占用内存，想想C中定义一个结构体变量（对象），是要在内存的某个位置进行开辟空间！

内存泄漏?是的！

二，孤儿进程

1，孤儿进程

父进程如果提前退出，那么子进程后退出，进入Z之后，那该如何处理呢？

父进程先退出，子进程就称之为“孤儿进程”

孤儿进程被1号init进程领养，当然要有init进程回收喽。

我们写一个进程来感受一下：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
	pid_t id = fork();
	if (id < 0) {
		perror("fork");
		return 1;
	}
	else if (id == 0) {//child
		printf("I am child, pid : %d\n", getpid());
		sleep(10);
	}
	else {//parent
		printf("I am parent, pid: %d\n", getpid());
		sleep(3);
		exit(0);
	}
	return 0;
}

fork()函数返回后，子进程和父进程同时运行，当父进程执行结束并且退出后，子进程还在运行，此时子进程沦为孤儿！

一般孤儿进程最后会被1号init进程领养，不会造成内存泄漏；

三，进程等待

1，进程等待的必要性

之前讲过，子进程退出，父进程如果不管不顾，就可能造成‘僵尸进程’的问题，进而造成内存泄漏。

另外，进程一旦变成僵尸状态，那就刀枪不入，“杀人不眨眼”的kill -9 也无能为力，因为谁也没有办法杀死一个已经死去的进程。

最后，父进程派给子进程的任务完成的如何，我们需要知道。如子进程运行完成，结果对还是不对，或者是否正常退出。

父进程通过进程等待的方式，回收子进程资源，获取子进程退出信息

2，wait 方法

pid_t wait(int*status);

返回值：成功返回被等待进程pid，失败返回-1。

参数：输出型参数，获取子进程退出状态,不关心则可以设置成为NULL

#include <stdio. h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys / wait.h>
int main()
{
	pid_t id = fork();
	if (id < 0) {
		perror("fork");
		return 1;
	}
	else if (id == 0) {
		//parent
		printf("child[%d] is sleeping...\n", getpid());
		sleep(5);
		exit(3);
	}
	int status = 0;
	pid_t rid = wait(&status);
	if (rid > 0)
	{
		printf("parent[%d] is begin Z...\n", rid);
		sleep(10);
	}
	else 
	{
		printf("进程失败:rid:%d\n", rid);
	}
		return 0;
	}

这样子 wait 会自动及时回收子进程，不会形成僵尸，不会造成内存泄漏；

3，waitpid 方法

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；

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: 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） WEXITSTATUS(status): 若WIFEXITED非零，提取子进程退出码。（查看进程的退出码） options: 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。

#include <stdio. h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys / wait.h>
int main()
{
	pid_t id = fork();
	if (id < 0) {
		perror("fork");
		return 1;
	}
	else if (id == 0) {
		//parent
		printf("child[%d] is sleeping...\n", getpid());
		sleep(5);
		exit(3);
	}
	int status = 0;
	pid_ t rid = waitpid(-1,&status,0);
	if (rid > 0)
	{
		printf("parent[%d] is begin Z...\n", rid);
		sleep(10);
	}
	else 
	{
		printf("进程失败:rid:%d\n", rid);
	}
		return 0;
	}