Linux进程理解与实践（二）僵尸&孤儿进程 和文件共享

孤儿进程与僵尸进程

孤儿进程:

   如果父进程先退出，子进程还没退出那么子进程的父进程将变为init进程。（注：任何一个进程都必须有父进程）

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  1. #include <stdio.h>  
  2. #include <stdlib.h>  
  3. #include <errno.h>  
  4. #include <unistd.h>  
  5.   
  6. int main()  
  7. {  
  8.     pid_t pid;  
  9.     //创建一个进程  
  10.     pid = fork();  
  11.     //创建失败  
  12.     if (pid < 0)  
  13.     {  
  14.         perror("fork error:");  
  15.         exit(1);  
  16.     }  
  17.     //子进程  
  18.     if (pid == 0)  
  19.     {  
  20.         printf("I am the child process. ");  
  21.         //输出进程ID和父进程ID  
  22.         printf("pid: %d ppid:%d ",getpid(),getppid());  
  23.         printf("I will sleep five seconds. ");  
  24.         //睡眠5s，保证父进程先退出  
  25.         sleep(5);  
  26.         printf("pid: %d ppid:%d ",getpid(),getppid());  
  27.         printf("child process is exited. ");  
  28.     }  
  29.     //父进程  
  30.     else  
  31.     {  
  32.         printf("I am father process. ");  
  33.         //父进程睡眠1s，保证子进程输出进程id  
  34.         sleep(1);  
  35.         printf("father process is  exited. ");  
  36.     }  
  37.     return 0;  
  38. }  

僵尸进程:

   如果子进程先退出，父进程还没退出，那么子进程必须等到父进程捕获到了子进程的退出状态才真正结束，否则这个时候子进程就成为僵尸进程。

[cpp] view plaincopy
  1. #include <stdio.h>  
  2. #include <unistd.h>  
  3. #include <errno.h>  
  4. #include <stdlib.h>  
  5.   
  6. int main()  
  7. {  
  8.     pid_t pid;  
  9.     pid = fork();  
  10.     if (pid < 0)  
  11.     {  
  12.         perror("fork error:");  
  13.         exit(1);  
  14.     }  
  15.     else if (pid == 0)  
  16.     {  
  17.         printf("I am child process.I am exiting. ");  
  18.         exit(0);  
  19.     }  
  20.     printf("I am father process.I will sleep two seconds ");  
  21.     //等待子进程先退出  
  22.     sleep(2);  
  23.     //输出进程信息  
  24.     system("ps -o pid,ppid,state,tty,command");  
  25.     printf("father process is exiting. ");  
  26.     return 0;  
  27. }  

<defunct>僵尸进程

孤儿进程由init处理，并不会有什么危害。但是僵尸进程的大量存在会占用PID等资源，可能会导致系统无法产生新的进程。任何一个子进程(init除外)在exit()之后，并非马上就消失掉，而是留下一个称为僵尸进程(Zombie)的数据结构，等待父进程处理。这是每个 子进程在结束时都要经过的阶段。如果子进程在exit()之后，父进程没有来得及处理，这时用ps命令就能看到子进程的状态是“Z”。如果父进程能及时 处理，可能用ps命令就来不及看到子进程的僵尸状态，但这并不等于子进程不经过僵尸状态。  如果父进程在子进程结束之前退出，则子进程将由init接管。init将会以父进程的身份对僵尸状态的子进程进行处理

避免僵尸进程

 通过信号机制

　子进程退出时向父进程发送SIGCHILD信号，父进程处理SIGCHILD信号。在信号处理函数中调用wait进行处理僵尸进程。测试程序如下所示：

[cpp] view plaincopy在CODE上查看代码片派生到我的代码片
  1. //示例: 避免僵尸进程  
  2. int main(int argc, char *argv[])  
  3. {  
  4.     signal(SIGCHLD, SIG_IGN);  
  5.     pid_t pid = fork();  
  6.     if (pid < 0)  
  7.         err_exit("fork error");  
  8.     else if (pid == 0)  
  9.         exit(0);  
  10.     else  
  11.     {  
  12.         sleep(50);  
  13.     }  
  14.     exit(0);  
  15. }  

文件共享

   父进程的所有文件描述符都被复制到子进程中, 就好像调用了dup函数, 父进程和子进程每个相同的打开文件描述符共享一个文件表项(因此, 父子进程共享同一个文件偏移量);


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  1. //根据上图: 理解下面这段程序和下图的演示  
  2. int main(int argc, char *argv[])  
  3. {  
  4.     signal(SIGCHLD, SIG_IGN);  
  5.   
  6.     int fd = open("test.txt", O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC, 0666);  
  7.     if (fd == -1)  
  8.         err_exit("file open error");  
  9.   
  10.     cout << "We Don`t flash memory ";  
  11.   
  12.     char buf[BUFSIZ];  
  13.     bzero(buf, sizeof(buf));  
  14.   
  15.     pid_t pid = fork();  
  16.     if (pid < 0)  
  17.         err_exit("fork error");  
  18.     else if (pid > 0)  
  19.     {  
  20.         strcpy(buf, "Parent...");  
  21.         write(fd, buf, strlen(buf));  
  22.         close(fd);  
  23.         cout << "fd = " << fd << endl;  
  24.         exit(0);  
  25.     }  
  26.     else if (pid == 0)  
  27.     {  
  28.         strcpy(buf, "Child...");  
  29.         write(fd, buf, strlen(buf));  
  30.         close(fd);  
  31.         cout << "fd = " << fd << endl;  
  32.         exit(0);  
  33.     }  
  34. }  
结果是fd（文件描述符）的值相等。这说明父子进程共享同一个文件描述符，当然文件偏移量等信息也是共享的。 

fork与vfork的区别

1. fork子进程拷贝父进程的数据段(但是现在提供了写时复制技术,只有当子进程真正需要写内存时,才复制出该内存的一段副本),因此,在父进程/子进程中对全局变量所做的修改并不会影响子进程/父进程的数据内容.

    vfork子进程与父进程共享数据段,因此父子进程对数据的更新是同步的；

2. fork父、子进程的执行次序是未知的,取决于操作系统的调度算法

    vfork：子进程先运行，父进程后运行；

3. 如果创建子进程是为了调用exec执行一个新的程序的时候，就应该使用vfork，但是你在vfork后执行其它语句却是非常危险的，因为很容易和父进程产生冲突。

[cpp] view plaincopy
  1. #include <unistd.h>  
  2. #include <stdio.h>  
  3. int main(void)  
  4. {  
  5.     pid_t pid;  
  6.     int count = 0;  
  7.     pid=vfork();  
  8.     count++;  
  9.     printf("count=%d ",count);  
  10.     return 0;  
  11. }  
在学习linux进程编程的时候遇到一个问题，就是使用vfork()函数以后本以为下面会打印出1和2，但是结果却出人意料。

打印出的结果是：

count=1
count=1
Segmentation fault

出现了段错误，经过查证得知，vfork()创建子进程成功后是严禁使用return的，只能调用exit()或者exec族的函数，否则后果不可预料，在main函数里return和exit()效果一样是有前提的：没有调用vfork。

(如果return处什么都没有也会出现段错误，结果如下

count=1
count=9
Segmentation fault

)

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原文地址：https://www.cnblogs.com/Zoran-/p/5819288.html