Linux子进程
2022-02-01 # 学习笔记 # Linux # 学习笔记 # Linux

linux子进程的创建和回收

子进程的创建

我们可以采用以下方式循环的创建多个子进程

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>

int main(int argc,char*argv[])
{
	pid_t pid;
	int i;
	for (i = 0; i < 5; i++)
	{
		if (fork() == 0)
			break;
	}

	printf("I'm %dth child\n", i + 1);

	if (i == 5)
		printf("I'm parent\n");
	
}

上述创建方式的问题

子进程没有被父进程回收

父进程先于子进程结束，子进程变成了孤儿进程。

在linux系统中，孤儿进程会被init进程所收养。并由init进程负责回收。

在上述创建的过程中，可能会存在着下面这种情况。

我们发现，该程序的输出结果夹在了两条bash之间，这是因为thread.out这个进程是bash的子进程。bash在发现该进程结束后，就继续输出了。但是此时thread.out这个进程的子进程还没有结束。因此我们需要让thread.out这个父进程在其子进程结束之后结束。因此我们需要引入wait函数。

子进程的回收

在上述例子中，子进程变成了孤儿进程。被init进程所收养和回收。但更好的方式是我们通过父进程的调用来手动回收子进程。此时便引入了wait和waitpid函数。

wait函数

1
pid_t wait(int * status)

参数说明：

pid_t——回收进程的pid （失败为-1）

status——回收进程的状态

status这一变量可通过调用不同的宏来读取，可以用来判断子进程是否为正常终止，或者异常终止的信号是多少。

注意：这一函数仅能回收一个子进程。如果要回收多个子进程的话，需要用while来循环调用。

status的使用

1.判断是否为正常结束

1
2
WIFEXITED(status)
WIFSIGNALED(status)

若程序为正常退出（通过exit() ,return from main()等方式），则WIFEXITED返回true

如果程序异常终止，被信号终止（例如kill -9），那么WIFSIGNALED会返回true

2.获取结束值

1
2
WEXITSTATUS(status)
WTERMSIG(status)

WEXITSTATUS在子进程正常退出的情况下调用，会得到子进程的返回值

WTERMSIG在子进程异常退出的情况下调用，会得到子进程异常终止的信息编号。（例如被kill -9终止，则会返回9）

3.过程总结

获取子进程正常终止值：

WIFEXITED(status) ——> 为真 ——>调用 WEXITSTATUS(status) ——> 得到 子进程 退出值。

获取导致子进程异常终止信号：

WIFSIGNALED(status) ——> 为真——>调用 WTERMSIG(status——> 得到 导致子进程异常 终止的信号编号

waitpid函数

1
pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options)

作用和wait函数相同，但可以指定某一个进程回收，并且可以选择不阻塞。

参数说明

参数pid:

  • > 0：待回收的子进程pid

  • -1：任意子进程

  • 0：同组的子进程（?）

status：同wait

options：可指定为WNOHANG，表示回收方式为非阻塞。若指定为0，则同wait(NULL)，表示阻塞等待

返回值pid_t：

  • > 0 : 成功回收的子进程 pid
  • 0 : 函数调用时， option指定了WNOHANG， 并且在函数调用时所指定的子进程没有结束。
  • -1: 指定的进程已经被回收，回收失败。（当指定的进程为任意子进程的时候，就说明该父进程已经没有任何的子进程了）

循环回收子进程

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char* argv[])
{
	pid_t pid;
	int i;
	for (i = 0; i < 5; i++){
		pid = fork();
		if (pid == 0)
			break;
	}

	if (i == 5){
		int status;
		pid_t wpid;
		printf("I'm parent.\n");
		while ((wpid = waitpid(-1, &status, WNOHANG)) != -1){
			if (wpid == 0){
				sleep(1);
			}else{
				printf("wait pid = %d\n", wpid);
			}
		}
	}else {
		printf("I'm %dth child. my pid = %d\n",i,getpid());
	}

补充

僵尸进程

子进程结束后，父进程尚未做出回收操作，子进程其他资源虽然已经被系统回收（会关闭所有文件描述符，释放内存等），但是PCB依旧保留于内核中，使子进程变成僵尸进程。

每一个子进程都会经历僵尸进程的阶段，即已经结束但还未被回收的时间。僵尸进程在系统的进程列表中会被明确的用方括号和 标注出来，如下图

虽然每个进程都会经历僵尸进程的阶段，但是若一直不被父进程回收也是会存在着问题的。此时可以kill父进程。从而使子进程被init进程收养，由init进程负责回收

Q:为什么在进程结束后PCB仍然留在内核中

A：方便父进程判断子进程结束的方式和状态等，同时也可以接收子进程的返回值。如果是正常终止则保留着推出状态，如果是异常终止，则保留着使该进程终止的信号，方便父进程依此做出决策。

PREV
2022-02-01 # 学习笔记 # Linux # 学习笔记 # Linux
NEXT