回收子进程——wait/waitpid 与 信号机制

孤儿/僵尸进程——回收子进程

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

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

　　在Linux下，子进程可由父进程创建，子进程也可以创建新的进程。但是父进程无法预测子进程的运行状态，不知道子进程何时会结束。由此会产生孤儿进程与僵尸进程。所以当一个进程结束后，它的父进程需要调用wait()，waitpid()系统调用获取子进程终止状态，回收子进程。

　　什么是孤儿进程与僵尸进程？

　　孤儿进程：

　　父进程先于子进程结束，则子进程失去父进程，子进程就会被init 进程收养，子进程就成为孤儿进程。

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

int main(void)
{
    pid_t pid;
    int i=0;
    //创建一个子进程
    pid = fork();

    if(pid == -1)
    {
        perror("fork");
        exit(1); //１：异常退出　０：正常退出
    }
    else if(pid>0)
    {
        printf("I am parent, my pid=%d
",getpid());
        sleep(4); //父进程运行4秒后结束
        printf("---------parent going to die-----------
");

    }
    else
    {
        while(i<80)
        {
            //待父进程结束后会被init收养
            printf("I am child, pid = %d, parentpid = %d
",getpid(),getppid());
            sleep(1);
            i++;
        }
    }
    return 0;
}

结果：

 有的Ubuntu版本，会设置user init 进程专门处理孤儿进程

僵尸进程：

　　子进程终止，父进程未回收子进程的资源PCB，使其变成僵尸进程。

测试程序：

#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.
");
        exit(0);
    }

    printf("I am parent,I will sleep 2s
");
    //等待子进程先退出
    sleep(2);
    //输出进程信息
    system("ps -o pid,ppid,state,tty,command");
    printf("father process exiting
");

    return 0;
}

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

结果：

　　孤儿进程与僵尸进程的危害

　　在Linux中，每个进程退出时，内核会释放该进程所有资源，包括打开的文件，占用的内存等，但仍为之保留一定信息，包括：进程ID，退出状态，运行时间等。直到父进程通过wait/waitpid来取时，才会释放。因此，只要进程一直调用wait与waitpid，进程占用的资源就不会释放，进程号也不会释放，由于系统能使用的进程号是有限的，就可能因为大量僵尸进程占用进程号而不能产生新进程。当系统中产生大量僵尸进程时，应该把产生僵尸进程的父进程给杀死掉。可以通过kill发送SIGTERM或者SIGKILL信号，之后僵尸进程会因为没了父进程变成孤儿，被init收养再释放。

　　对于孤儿进程，会被init进程收养，而且init进程会循环地wait()它收养的子进程。所以孤儿进程并无危害。

　　通过信号机制解决僵尸进程

　　子进程退出时会向父进程发送SIGCHLD信号，父进程调用信号处理函数，进而调用wait处理僵尸进程。测试程序：

#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;

    //处理僵尸进程
    //waitpid(-1:回收任一子进程，子进程结束状态，不阻塞父进程)
    //waitpid成功返回子进程pid
    while((pid = waitpid(-1, &stat, WNOHANG))>0)
        printf("child %d terminated. 
",pid);
}

int main()
{
    pid_t pid;
    //创建signal,捕捉子进程退出信号
    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
",getpid());
        exit(0);
    }
    printf("I am parent. I sleep 3S
");
    //等待子进程退出
    sleep(3);
    //输出进程信息
    system("ps -o pid,ppid,state,tty,command");
    printf("parent exiting");

    return 0;

}

结果：僵尸进程消失

signal(SIGCLD,SIG_IGN);

因为并发服务器常常fork很多子进程，子进程终结之后需要服务器进程去wait清理资源。如果将此信号的处理方式设为忽略，可让内核把僵尸子进程转交给init进程去处理，省去了大量僵尸进程占用系统资源。

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