linux—fork的那些事（僵尸进程）

最新推荐文章于 2023-08-31 11:23:56 发布

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本文探讨了Linux操作系统的fork()函数，详细解释了如何复制进程并创建父子进程关系。介绍了僵尸进程的产生原因——父进程未等待子进程结束，以及解决僵尸进程的两种方法：使用wait()函数或处理SIGCHLD信号。通过实例展示了如何避免僵尸进程的出现，确保系统资源的有效利用。

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linux操作系统是一门很难学的课，我们把windos用惯了，那么linux就显得很不好用，比如打开虚拟机我们进入操作系统感觉回到了80年代。
我们来说说进程，我们平时说的程序其实在操作系统里面是有指令构成的。每一个程序产生的同时就会有一个进程产生，随之而来就是产生一个存储进程的信息诸如名字，路径，运行情况等的一个集合叫PCB(进程控制块)，操作系统（内核）处理进程有很多方式（我们按时间顺序来列出）：
1：串行处理
2：批处理
3：多道程序设计
4：分时系统
那进程有三种情况，运行，阻塞，就绪。
那fork()就是复制一个进程，就是将一个父进程复制一份给子进程，运行时父进程和子进程并发运行，它们两个进程具有父子关系，子进程的ppid是父进程的Pid,但是两个进程是独立的进程。并且父进程fork的子进程Pid = 0,而父进程的pid >0.
我们来写一个简单的fork();

fork（）用到的头文件全部给出

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<assert.h>
int main(int argc,char *argv[],char *envp[])
{
    int n = 0;
    int i = 0;
    pid_t pid = fork();//我们复制进程，下来父子进程并发运行，互不干扰
    char *s = NULL;
    assert(pid != -1);

    if(pid == 0)//这时子进程满足pid =0,父进程执行else
    {
        n = 3;//我们让子进程运行3次
        s = "child";
    }
    else
    {
        n = 7;
        s = "parent";
    }

    for(;i < n;i++)
    {
        printf("s=%s,pid=%d\n",s,getpid());
        sleep(1);
    }
    exit(0);
}

我们使用linux环境下的C语言编译器gcc来编译链接
这里写图片描述
我们看到子进程产生了child，那复制进程就实现了。

但是这时候僵死进程产生了

这里写图片描述

我们发现子进程出现了defunct僵死了，僵死的原因是父进程运行3次结束后，子进程没有运行完。如果子进程先结束，父进程没有调用wait获取子进程的退出码，当父进程终止时，子进程将自动把PID init 1作为自己的父进程，子进程保存在init中。

那我们就要来处理这个问题，我们采用两种方法，wait（）,和signal（）
我们来用wait,

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<unistd.h>
#include<assert.h>
int main(int argc,char *argv[],char *envp[])
{
    int n = 0;
    int i = 0;
    pid_t pid = fork();//我们复制进程，下来父子进程并发运行，互不干扰
    char *s = NULL;
    assert(pid != -1);

    if(pid == 0)//这时子进程满足pid =0,父进程执行else
    {
        n = 3;//我们让子进程运行3次
        s = "child";
    }
    else
    {
        n = 7;
        s = "parent";
        int val = 0;
        pid_t id = wait(&val);
        if(WIFEXITED(&val))
        {
            pritnf("child id = %d,val = %d\n",id,WEXITSTATUS(val));
        }
    }
    for(;i < n;i++)
    {
        printf("s=%s,pid=%d\n",s,getpid());
        sleep(1);
    }
    exit(0);
}

当加入wait(val)时，先执行完子进程，阻塞父进程，等子进程执行完之后读取他的退出码，然后执行父进程。
下面分享Linux程序设计（第4版）关于wait函数的用法
这里写图片描述
那么僵尸进程就解决掉了再次运行后ps查看子进程就没有defunct了。

我们再说一种用信号处理的办法

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<assert.h>
#include<string.h>
#include<signal.h>
#include<string.h>


void fun(int sig)
{
    printf("%d\n",sig);
    wait(NULL);
}


int main()
{
    int n = 0;
    char *s = NULL;

    signal(SIGCHLD,fun);

    pid_t pid =fork();
    assert(pid != -1);
    if(pid == 0)
    {
        n = 3;
        s = "child";
    }
    else
    {
        n = 5;
        s= "parent";
    }
    int i = 0;
    for(;i < n;i++)
    {
        sleep(1);
        printf("s = %s,pid = %d\n",s,getpid());
        //printf("pid = %d\n",getpid());
    }

    return 0;
}

SIGCHLD 子进程状态发生改变，会发送给父进程这个信号，父进程通常默认是忽略掉了这个信号，可以使用它解决僵死进程的问题：
1在改变SIGCHLD的响应方式为自定义，在自定义函数中调用wait完成
2signal（SIGCHLD,SIG_IGN）将该信号的响应方式改为忽略，即可，仅在linux系统可以，unix系统不可以