Linux进程状态

Linux 进程状态：

进程状态	R	TASK_RUNNING
可中断状态	S	TASK_INTERRUPTIBLE
不可中断睡眠状态	D	TASK_UNINTERRUPTIBLE
暂停状态	T	TASK_STOPPED
僵尸状态	Z	TASK_COMBIE
退出状态	X	TASK_DEAD

让我们来看一个示例图：

我们来实现一个僵尸状态

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

using namespace std;

// main函数启动，程序主进程
int main()
{

	int number = 100;

	// fork作用：创建新的子进程
	// 一次调用 ，两次返回
	pid_t pid = fork();

	if (pid == 0)
	{
		for (int x = 0; x < 5; x++)
		{
			cout << "子 getpid=" << getpid() << " x=" << x << endl;
			sleep(1);
			number++;
		}
	}
	else if (pid > 0)
	{
		for (int x = 0; x < 10; x++)
		{
			cout << "父 getpid=" << getpid() << " x=" << x << endl;
			sleep(1);
		}
	}


	return 0;
}

 这就是一个僵尸状态，这个状态的子进程比父进程逻辑结束更早，进程没有逻辑可执行，子进程僵尸状态会占着内存，并不会清空。

如果当父进程结束得比子进程早，子进程就会成为孤儿进程：孤儿进程会被 init 进程（在 Linux 系统中，进程 ID 为 1 的进程）或 systemd 进程收养，由它们来负责回收孤儿进程的资源。但后续逻辑出现了问题，则不会有后续处理

当然这两个我们都不希望它们出现。

我们先来学习一个wait函数（阻塞式函数）

功能概述

在多进程编程中，父进程创建子进程后，有时需要等待子进程执行完毕，获取子进程的退出状态，以确保资源的正确回收和程序逻辑的正确执行。wait 函数就提供了这样的机制，它可以让父进程暂停执行，直到它的某个子进程终止，然后获取该子进程的终止状态信息。

头文件

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

函数原型

pid_t wait(int *status);

• 参数：status 是一个整型指针，用于存储子进程的退出状态信息。如果不需要获取子进程的退出状态，可以将其设置为 NULL。
• 返回值：如果调用成功，返回终止子进程的进程 ID；如果出错，返回 -1，并设置相应的错误码。

返回状态检测

宏定义	描述
WIFEXITED(stat_val)	子进程正常结束返回一个非0值
WEXITSTATUS(stat_val)	如果WIFEXITED非0，返回子进程退出码
WIFSIGNALED(stat_val)	子进程未捕获信号中止返回非0值
WTERMSIG(stat_val)	如果WIFSIGNALED非0，返回信号代码
WIFSTOPPED(stat_val)	如果子进程终止返回一个非0值
WSTOPSIG(stat_val)	如果WIFSTOPPED非0，返回一个信号代码

我们对代码进行以下修改

#include <iostream>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdlib.h>

using namespace std;

// main函数启动，程序主进程
int main()
{
	int number = 100;

	// fork作用：创建新的子进程
	// 一次调用 ，两次返回
	pid_t pid = fork();

	if (pid == 0)
	{
		for (int x = 0; x < 5; x++)
		{
			cout << "子 getpid=" << getpid() << " x=" << x << endl;
			sleep(1);
			number++;
		}

		exit(0);
	}
	else if (pid > 0)
	{
		for (int x = 0; x < 10; x++)
		{
			int status;
			wait(&status);

			cout << "父 getpid=" << getpid() << " x=" << x << endl;
			sleep(1);
		}
	}

	// 两个进程的公共代码（都会执行）
	cout << "getpid=" << getpid() << "over" << endl;

	return 0;
}

看结果我们发现，父进程一直等待孩子进程结束才开始执行 

处理方案： 

一、僵尸状态解决：

子进程在逻辑结束时将状态返还给父进程，就不会出现僵尸状态

例如以下代码，给子进程加入一个exit(2)，给父进程加入一个wait(&status)函数

#include <iostream>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdlib.h>

using namespace std;

// main函数启动，程序主进程
int main()
{
	/*pid_t pid = getpid();

	while (1)
	{
		cout << "I am a process with PID: " << pid << endl;
		sleep(1);
	}*/

	int number = 100;

	// fork作用：创建新的子进程
	// 一次调用 ，两次返回
	pid_t pid = fork();

	if (pid == 0)
	{
		for (int x = 0; x < 5; x++)
		{
			cout << "子 getpid=" << getpid() << " x=" << x << endl;
			sleep(1);
			number++;
		}

		exit(2);
	}
	else if (pid > 0)
	{
		for (int x = 0; x < 10; x++)
		{
			int status;
			wait(&status);

			if (WIFEXITED(status) != 0)
			{
				cout << "status=" << WEXITSTATUS(status) << endl;
			}

			cout << "父 getpid=" << getpid() << " x=" << x << endl;
			sleep(1);
		}
	}

	return 0;
}

运行结果：

   

二、孤儿进程解决 ：

利用wait()这个函数阻塞特性，在父进程逻辑做完的最后来等待子进程结束，使父进程结束的比子进程晚。

总结：

一个基本框架

pid=fork();
if(pid==0)
{
    ......
    exit(0);
}
else if(pid>0)
{
    // wait在逻辑前还是后要根据业务需求设置
    wait();
    ......
    wait();
}