回收子進程——wait/waitpid 與 信號機制

孤兒/僵屍進程——回收子進程

參考博客：https://blog.csdn.net/qq_35396127/article/details/78725915

　　　　：https://www.cnblogs.com/Anker/p/3271773.html

　　在Linux下，子進程可由父進程創建，子進程也可以創建新的進程。但是父進程無法預測子進程的運行狀態，不知道子進程何時會結束。由此會產生孤兒進程與僵屍進程。所以當一個進程結束后，它的父進程需要調用wait()，waitpid()系統調用獲取子進程終止狀態，回收子進程。

　　什么是孤兒進程與僵屍進程？

　　孤兒進程：

　　父進程先於子進程結束，則子進程失去父進程，子進程就會被init 進程收養，子進程就成為孤兒進程。

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

int main(void)
{
    pid_t pid;
    int i=0;
    //創建一個子進程
    pid = fork();

    if(pid == -1)
    {
        perror("fork");
        exit(1); //１：異常退出　０：正常退出
    }
    else if(pid>0)
    {
        printf("I am parent, my pid=%d\n",getpid());
        sleep(4); //父進程運行4秒后結束
        printf("---------parent going to die-----------\n");

    }
    else
    {
        while(i<80)
        {
            //待父進程結束后會被init收養
            printf("I am child, pid = %d, parentpid = %d\n",getpid(),getppid());
            sleep(1);
            i++;
        }
    }
    return 0;
}

結果：

 

 有的Ubuntu版本，會設置user init 進程專門處理孤兒進程

 

 

 

 

僵屍進程：

　　子進程終止，父進程未回收子進程的資源PCB，使其變成僵屍進程。

測試程序：

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

int main(){

    pid_t pid;
    pid = fork();
    if(pid < 0)
    {
        perror("fork error:");
        exit(1);
    }
    else if (pid == 0)
    {
        printf("I am child, I am exiting.\n");
        exit(0);
    }

    printf("I am parent,I will sleep 2s\n");
    //等待子進程先退出
    sleep(2);
    //輸出進程信息
    system("ps -o pid,ppid,state,tty,command");
    printf("father process exiting\n");

    return 0;
}

源自：https://www.cnblogs.com/Anker/p/3271773.html

結果：

 

 

　　孤兒進程與僵屍進程的危害

　　在Linux中，每個進程退出時，內核會釋放該進程所有資源，包括打開的文件，占用的內存等，但仍為之保留一定信息，包括：進程ID，退出狀態，運行時間等。直到父進程通過wait/waitpid來取時，才會釋放。因此，只要進程一直調用wait與waitpid，進程占用的資源就不會釋放，進程號也不會釋放，由於系統能使用的進程號是有限的，就可能因為大量僵屍進程占用進程號而不能產生新進程。當系統中產生大量僵屍進程時，應該把產生僵屍進程的父進程給殺死掉。可以通過kill發送SIGTERM或者SIGKILL信號，之后僵屍進程會因為沒了父進程變成孤兒，被init收養再釋放。

　　對於孤兒進程，會被init進程收養，而且init進程會循環地wait()它收養的子進程。所以孤兒進程並無危害。

 

　　通過信號機制解決僵屍進程

　　子進程退出時會向父進程發送SIGCHLD信號，父進程調用信號處理函數，進而調用wait處理僵屍進程。測試程序：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>

static void handlefunc(int sig)
{
    pid_t pid;
    int   stat;

    //處理僵屍進程
    //waitpid(-1:回收任一子進程，子進程結束狀態，不阻塞父進程)
    //waitpid成功返回子進程pid
    while((pid = waitpid(-1, &stat, WNOHANG))>0)
        printf("child %d terminated. \n",pid);
}

int main()
{
    pid_t pid;
    //創建signal,捕捉子進程退出信號
    signal(SIGCHLD,handlefunc);
    pid = fork();
    if(pid<0)
    {
        perror("fork error:");
        exit(1);
    }
    else if(pid == 0)
    {
        printf("I am chid, pid=%d. I exiting\n",getpid());
        exit(0);
    }
    printf("I am parent. I sleep 3S\n");
    //等待子進程退出
    sleep(3);
    //輸出進程信息
    system("ps -o pid,ppid,state,tty,command");
    printf("parent exiting");

    return 0;

}

結果：僵屍進程消失

 

signal(SIGCLD,SIG_IGN);

因為並發服務器常常fork很多子進程，子進程終結之后需要服務器進程去wait清理資源。如果將此信號的處理方式設為忽略，可讓內核把僵屍子進程轉交給init進程去處理，省去了大量僵屍進程占用系統資源。

詳見：https://blog.csdn.net/u012317833/article/details/39253793