2015年（100）
分类： LINUX
2015-06-10 08:39:28
在里，除了（即PID=0的交换进程，Swapper Process）以外的所有进程都是由其他进程使用创建的，这里调用fork创建新进程的进程即为父进程，而相对应的为其创建出的进程则为子进程，因而除了进程0以外的进程都只有一个父进程，但一个进程可以有多个子进程。
以（Process Identifier，即PID）来识别进程。进程0是系统时创建的一个特殊进程，在其调用fork创建出一个子进程（即PID=1的进程1，又称）后，进程0就转为（有时也被称为），而进程1（init进程）就是系统里其他所有进程的祖先。
当一个子进程结束运行（一般是调用、运行时发生或收到终止所导致）时，子进程的（返回值）会回报给操作系统，系统则以信号将子进程被结束的事件告知父进程，此时子进程的（PCB）仍驻留在内存中。一般来说，收到SIGCHLD后，父进程会使用系统调用以取得子进程的退出状态，然后内核就可以从内存中释放已结束的子进程的PCB；而如若父进程没有这么做的话，子进程的PCB就会一直驻留在内存中，也即成为。
则是指父进程结束后仍在运行的子进程。在中，孤儿进程一般会被init进程所“收养”，成为init的子进程。
为避免产生僵尸进程，实际应用中一般采取的方式是：
●Unix编程中所谓"僵尸进程"指什么，什么情况下会产生僵尸进程，如何杀掉僵尸进程？
在fork()/execve()过程中，假设子进程结束时父进程仍存在，而父进程fork()之前既没安装SIGCHLD信号处理函数调用wait()或waitpid()等待子进程结束，又没有显式忽略该信号，则子进程成为僵尸进程，无法正常结束。此时即使是root身份kill -9也不能杀死僵尸进程（僵死进程实际上是已死的进程，你当然不能杀死一个死人）。补救办法是杀死僵尸进程的父进程(僵尸进程的父进程必然存在)，僵尸进程成为"孤儿进程"，过继给1号进程init，init始终会负责清理僵尸进程。
●在一个进程调用了exit之后，该进程并非马上就消失掉，而是留下一个称为僵尸进程（Zombie）的数据结构。在Linux进程的5种状态中，僵尸进程是非常特殊的一种，它已经放弃了几乎所有内存空间，没有任何可执行代码，也不能被调度，仅仅在进程列表中保留一个位置，记载该进程的退出状态等信息供其他进程收集(如供父进程)，除此之外，僵尸进程不再占有任何内存空间。从这点来看，僵尸进程虽然有一个很酷的名字，但它的影响力远远抵不上那些真正的僵尸兄弟，真正的僵尸总能令人感到恐怖，而僵尸进程却除了留下一些供人凭吊的信息，对系统毫无作用。
●系统调用exit，它的作用是使进程退出，但也仅仅限于将一个正常的进程变成一个僵尸进程，并不能将其完全销毁。僵尸进程虽然对其他进程几乎没有什么影响，不占用CPU时间，消耗的内存也几乎可以忽略不计，但有它在那里呆着，还是让人觉得心里很不舒服。而且Linux系统中进程数目是有限制的，在一些特殊的情况下，如果存在太多的僵尸进程，也会影响到新进程的产生。
●如何清理僵尸进程：用wait()和waitpid()系统调用可以清理僵尸进程,或者杀死僵尸进程的父进程(僵尸进程的父进程必然存在)，僵尸进程成为"孤儿进程"，过继给1号进程init，init始终会负责清理僵尸进程。
下面这段比喻形容了进程的一生,也更容易看出僵尸进程所处的阶段:
随着一句fork，一个新进程呱呱落地，但它这时只是老进程的一个克隆。
然后随着exec，新进程脱胎换骨，离家独立，开始了为人民服务的职业生涯。
人有生老病死，进程也一样，它可以是自然死亡，即运行到main函数的最后一个"}"，从容地离我们而去；也可以是自杀，自杀有2种方式，一种是调用exit函数，一种是在main函数内使用return，无论哪一种方式，它都可以留下遗书，放在返回值里保留下；它还甚至能可被谋杀，被其它进程通过另外一些方式结束他的生命。
进程死掉以后，会留下一具僵尸，wait和waitpid充当了殓尸工，把僵尸推去火化，使其最终归于无形。
这就是进程完整的一生。
僵尸进程的危害
由于子进程的结束和父进程的运行是一个异步过程,即父进程永远无法预测子进程 到底什么时候结束. 那么不会因为父进程太忙来不及wait子进程,或者说不知道子进程什么时候结束,而丢失子进程结束时的状态信息呢? 不会.因为UNIX提供了一种机制可以保证 只要父进程想知道子进程结束时的状态信息, 就可以得到. 这种机制就是:在每个进程退出的时候,内核释放该进程所有的资源,包括打开的文件,占用的内存等. 但是仍然为其保留一定的信息(包括进程号the process ID,退出状态the termination status of the process,运行时间the amount of CPU time taken by the process等), 直到父进程通过wait / waitpid来取时才释放. 但这样就导致了问题,如果你进程不调用wait / waitpid的话, 那么保留的那段信息就不会释放,其进程号就会一定被占用,但是系统所能使用的进程号是有限的,如果大量的产生僵死进程,将因为没有可用的进程号而导致系统不能产生新的进程. 此即为僵尸进程的危害应当避免。
处理：
*显式忽略SIGCHLD信号是指类似这样的代码:
signal( SIGCHLD, SIG_IGN );
*安装SIGCHLD信号句柄是指类似这样的代码:
当然，不建议使用signal()，应该使用sigaction()。
僵尸进程中保存着很多对程序员和系统管理员非常重要的信息，首先，这个进程是怎么死亡的？是正常退出呢，还是出现了错误，还是被其它进程强迫退出的？其次，这个进程占用的总系统CPU时间和总用户CPU时间分别是多少？发生页错误的数目和收到信号的数目。这些信息都被存储在僵尸进程中，试想如果没有僵尸进程，进程一退出，所有与之相关的信息都立刻归于无形，而此时程序员或系统管理员需要用到，就只好干瞪眼了。
那么，我们如何收集这些信息，并终结这些僵尸进程呢？就要靠waitpid调用和wait调用。这两者的作用都是收集僵尸进程留下的信息，同时使这个进程彻底消失。
pid_t wait(int *status)
1）进程一旦调用了wait，就立即阻塞自己，由wait自动分析是否当前进程的某个子进程已经退出，如果让它找到了这样一个已经变成僵尸的子进程，wait就会收集这个子进程的信息，并把它彻底销毁后返回；如果没有找到这样一个子进程，wait就会一直阻塞在这里，直到有一个出现为止。
参数status用来保存被收集进程退出时的一些状态，它是一个指向int类型的指针。但如果我们对这个子进程是如何死掉的毫不在意，只想把这个僵尸进程消灭掉，（事实上绝大多数情况下，我们都会这样想），我们就可以设定这个参数为NULL，就象下面这样：
pid = wait(NULL);
如果成功，wait会返回被收集的子进程的进程ID，如果调用进程没有子进程，调用就会失败，此时wait返回-1，同时errno被置为ECHILD。
参数status
如果参数status的值不是NULL，wait就会把子进程退出时的状态取出并存入其中，这是一个整数值（int），指出了子进程是正常退出还是被非正常结束的（一个进程也可以被其他进程用信号结束），以及正常结束时的返回值，或被哪一个信号结束的等信息。由于这些信息被存放在一个整数的不同二进制位中，所以用常规的方法读取会非常麻烦，人们就设计了一套专门的宏（macro）来完成这项工作，下面我们来学习一下其中最常用的两个：
● WIFEXITED(status)
这个宏用来指出子进程是否为正常退出的，如果是，它会返回一个非零值。
（请注意，虽然名字一样，这里的参数status并不同于wait唯一的参数--指向整数的指针status，而是那个指针所指向的整数，切记不要搞混了。）
● WEXITSTATUS(status)
当WIFEXITED返回非零值时，我们可以用这个宏来提取子进程的返回值，如果子进程调用exit(5)退出，WEXITSTATUS (status)就会返回5；如果子进程调用exit(7)，WEXITSTATUS(status)就会返回7。请注意，如果进程不是正常退出的，也就是说，WIFEXITED返回0，这个值就毫无意义。
Linux中的进程基本状态：
1、执行(R)状态：CPU正在执行，即进程正在占用CPU。
2、就绪(W)状态：进程已经具备的执行的一切条件，正在等待分配CPU的处理时间片。
3、停止(S)状态：进程不能使用CPU。
三个函数：
fork();功能:创建一个新的进程。（fork()<0[出错]、fork()==0[子进程]、fork()>0[父进程]
wait();功能：真正结束进程（收尸）。
exec();功能：执行外部程序。
孤儿进程
孤儿进程：一个父进程退出，而它的一个或多个子进程还在进行，那么那些子进程将成了孤儿进程，孤儿进程将被init进程（进程号为1）所收养，并由init进程对它们完成状态收集工作。僵尸资源会造成资源浪费，孤儿进程则不会。
链接:
http://www.cnblogs.com/mydomain/archive/2010/10/24/1859826.html
僵尸进程
一个子进程在其父进程还没有调用wait()时退出，则子进程为僵尸进程。一个进程在调用exit命令结束自己的生命时，其实它并没有真正的被销毁，而是留下一个称为僵尸进程的数据结构（系统调用exit，它的作用是使进程退出，但也仅仅限于将一个正常的进程变成一个僵尸进程，并不能将其完全销毁）
僵尸进程的危害
由于子进程的结束和父进程的运行是一个异步过程,即父进程永远无法预测子进程 到底什么时候结束. 那么不会因为父进程太忙来不及wait子进程,或者说不知道 子进程什么时候结束,而丢失子进程结束时的状态信息呢? 不会.因为UNIX提供了一种机制可以保证 只要父进程想知道子进程结束时的状态信息, 就可以得到. 这种机制就是: 在每个进程退出的时候,内核释放该进程所有的资源,包括打开的文件,占用的内存等. 但是仍然为其保留一定的信息(包括进程号the process ID,退出状态the termination status of the process,运行时间the amount of CPU time taken by the process等), 直到父进程通过wait / waitpid来取时才释放. 但这样就导致了问题,如果你进程不调用wait / waitpid的话, 那么保留的那段信息就不会 释放,其进程号就会一定被占用,但是系统所能使用的进程号是有限的,如果大量的产生 僵死进程,将因为没有可用的进程号而导致系统不能产生新的进程. 此即为僵尸进程的危害,应当避免
僵尸进程的避免：
1、父进程通过wait和waitpid等函数等待子进程结束，这会导致父进程挂起
2. 如果父进程很忙，那么可以用signal函数为SIGCHLD安装handler，因为子进程结束后， 父进程会收到该信号，可以在handler中调用wait回收
3. 如果父进程不关心子进程什么时候结束，那么可以用signal（SIGCHLD, SIG_IGN） 通知内核，自己对子进程的结束不感兴趣，那么子进程结束后，内核会回收， 并不再给父进程发送信号
4. 还有一些技巧，就是fork两次，父进程fork一个子进程，然后继续工作，子进程fork一 个孙进程后退出，那么孙进程被init接管，孙进程结束后，init会回收。不过子进程的回收 还要自己做。
孤儿进程
孤儿进程：一个父进程退出，而它的一个或多个子进程还在进行，那么那些子进程将成了孤儿进程，孤儿进程将被init进程（进程号为1）所收养，并由init进程对它们完成状态收集工作。
僵尸资源会造成资源浪费，孤儿进程则不会。
http://gengning938.blog.163.com/blog/static/12822538120116188816625/
解释一：[1,2]
●Unix编程中所谓"僵尸进程"指什么，什么情况下会产生僵尸进程，如何杀掉僵尸进程:
在fork()/execve()过程中，假设子进程结束时父进程仍存在，而父进程fork()之前既没安装SIGCHLD信号处理函数调用wait或waitpid()等待子进程结束，又没有显式忽略该信号，则子进程成为僵尸进程，无法正常结束，此时即使是root身份kill -9也不能杀死僵尸进程（僵死进程实际上是已死的进程，你当然不能杀死一个死人）
●在一个进程调用了exit之后，该进程并非马上就消失掉，而是留下一个称为僵尸进程（Zombie）的数据结构。在Linux进程的5种状态中，僵尸进程是非常特殊的一种，它已经放弃了几乎所有内存空间，没有任何可执行代码，也不能被调度，仅仅在进程列表中保留一个位置，记载该进程的退出状态等信息供其他进程收集(如供父进程)，除此之外，僵尸进程不再占有任何内存空间。从这点来看，僵尸进程虽然有一个很酷的名字，但它的影响力远远抵不上那些真正的僵尸兄弟，真正的僵尸总能令人感到恐怖，而僵尸进程却除了留下一些供人凭吊的信息，对系统毫无作用。
●系统调用exit，它的作用是使进程退出，但也仅仅限于将一个正常的进程变成一个僵尸进程，并不能将其完全销毁。僵尸进程虽然对其他进程几乎没有什么影响，不占用CPU时间，消耗的内存也几乎可以忽略不计，但有它在那里呆着，还是让人觉得心里很不舒服。而且Linux系统中进程数目是有限制的，在一些特殊的情况下，如果存在太多的僵尸进程，也会影响到新进程的产生。
●如何清理僵尸进程：用wait()和waitpid()系统调用可以清理僵尸进程,或者杀死僵尸进程的父进程(僵尸进程的父进程必然存在)，僵尸进程成为"孤儿进程"，过继给1号进程init，init始终会负责清理僵尸进程。
下面这段比喻形容了进程的一生,也更容易看出僵尸进程所处的阶段:
随着一句fork，一个新进程呱呱落地，但它这时只是老进程的一个克隆。
然后随着exec，新进程脱胎换骨，离家独立，开始了为人民服务的职业生涯。
人有生老病死，进程也一样，它可以是自然死亡，即运行到main函数的最后一个"}"，从容地离我们而去；也可以是自杀，自杀有2种方式，一种是调用exit函数，一种是在main函数内使用return，无论哪一种方式，它都可以留下遗书，放在返回值里保留下；它还甚至能可被谋杀，被其它进程通过另外一些方式结束他的生命。
进程死掉以后，会留下一具僵尸，wait和waitpid充当了殓尸工，把僵尸推去火化，使其最终归于无形。
这就是进程完整的一生。[1,2]
处理：
*显式忽略SIGCHLD信号是指类似这样的代码:
signal( SIGCHLD, SIG_IGN );
*安装SIGCHLD信号句柄是指类似这样的代码:
当然，不建议使用signal()，应该使用sigaction()。[1]
解释二：[3]
僵尸进程中保存着很多对程序员和系统管理员非常重要的信息，首先，这个进程是怎么死亡的？是正常退出呢，还是出现了错误，还是被其它进程强迫退出的？其次，这个进程占用的总系统CPU时间和总用户 CPU时间分别是多少？发生页错误的数目和收到信号的数目。这些信息都被存储在僵尸进程中，试想如果没有僵尸进程，进程一退出，所有与之相关的信息都立刻归于无形，而此时程序员或系统管理员需要用到，就只好干瞪眼了。
那么，我们如何收集这些信息，并终结这些僵尸进程呢？就要靠waitpid调用和wait调用。这两者的作用都是收集僵尸进程留下的信息，同时使这个进程彻底消失。
wait
pid_t wait(int *status)
1）进程一旦调用了wait，就立即阻塞自己，由wait自动分析是否当前进程的某个子进程已经退出，如果让它找到了这样一个已经变成僵尸的子进程，wait就会收集这个子进程的信息，并把它彻底销毁后返回；如果没有找到这样一个子进程，wait就会一直阻塞在这里，直到有一个出现为止。
参数status用来保存被收集进程退出时的一些状态，它是一个指向int类型的指针。但如果我们对这个子进程是如何死掉的毫不在意，只想把这个僵尸进程消灭掉，（事实上绝大多数情况下，我们都会这样想），我们就可以设定这个参数为NULL，就象下面这样：
pid = wait(NULL);
如果成功，wait会返回被收集的子进程的进程ID，如果调用进程没有子进程，调用就会失败，此时wait返回-1，同时errno被置为ECHILD。
参数status
如果参数status的值不是NULL，wait就会把子进程退出时的状态取出并存入其中，这是一个整数值（int），指出了子进程是正常退出还是被非正常结束的（一个进程也可以被其他进程用信号结束），以及正常结束时的返回值，或被哪一个信号结束的等信息。由于这些信息被存放在一个整数的不同二进制位中，所以用常规的方法读取会非常麻烦，人们就设计了一套专门的宏（macro）来完成这项工作，下面我们来学习一下其中最常用的两个：
● WIFEXITED(status)
这个宏用来指出子进程是否为正常退出的，如果是，它会返回一个非零值。
（请注意，虽然名字一样，这里的参数status并不同于wait唯一的参数--指向整数的指针status，而是那个指针所指向的整数，切记不要搞混了。）
● WEXITSTATUS(status)
当WIFEXITED返回非零值时，我们可以用这个宏来提取子进程的返回值，如果子进程调用exit(5)退出，WEXITSTATUS (status)就会返回5；如果子进程调用exit(7)，WEXITSTATUS(status)就会返回7。请注意，如果进程不是正常退出的，也就是说，WIFEXITED返回0，这个值就毫无意义。
有兴趣的读者可以自己参阅Linux man pages去了解它们的用法。
2）进程同步
有时候，父进程要求子进程的运算结果进行下一步的运算，或者子进程的功能是为父进程提供了下一步执行的先决条件（如：子进程建立文件，而父进程写入数据），此时父进程就必须在某一个位置停下来，等待子进程运行结束，而如果父进程不等待而直接执行下去的话，可以想见，会出现极大的混乱。这种情况称为进程之间的同步，更准确地说，这是进程同步的一种特例。进程同步就是要协调好2个以上的进程，使之以安排好地次序依次执行。
waitpid
pid_t waitpid(pid_t pid,int *status,int options)
从本质上讲，系统调用waitpid和wait的作用是完全相同的，但waitpid多出了两个可由用户控制的参数pid和options，从而为我们编程提供了另一种更灵活的方式。下面我们就来详细介绍一下这两个参数：
● pid
从参数的名字pid和类型pid_t中就可以看出，这里需要的是一个进程ID。但当pid取不同的值时，在这里有不同的意义。
pid>0时，只等待进程ID等于pid的子进程，不管其它已经有多少子进程运行结束退出了，只要指定的子进程还没有结束，waitpid就会一直等下去。
pid=-1时，等待任何一个子进程退出，没有任何限制，此时waitpid和wait的作用一模一样。
pid=0时，等待同一个进程组中的任何子进程，如果子进程已经加入了别的进程组，waitpid不会对它做任何理睬。
pid<-1时，等待一个指定进程组中的任何子进程，这个进程组的ID等于pid的绝对值。
● options
options提供了一些额外的选项来控制waitpid，目前在Linux中只支持WNOHANG和WUNTRACED两个选项，这是两个常数，可以用"|"运算符把它们连接起来使用，比如：
ret=waitpid(-1,NULL,WNOHANG | WUNTRACED);
如果我们不想使用它们，也可以把options设为0，如：
ret=waitpid(-1,NULL,0);
如果使用了WNOHANG参数调用waitpid，即使没有子进程退出，它也会立即返回，不会像wait那样永远等下去。
而WUNTRACED参数，由于涉及到一些跟踪调试方面的知识，加之极少用到，有兴趣的读者可以自行查阅相关材料。
可以看出，wait不就是经过包装的waitpid。察看<内核源码目录>/include/unistd.h文件349-352行就会发现以下程序段：
static inline pid_t wait(int * wait_stat)
{
return waitpid(-1,wait_stat,0);
}
返回值和错误
waitpid的返回值比wait稍微复杂一些，一共有3种情况：
● 当正常返回的时候，waitpid返回收集到的子进程的进程ID；
● 如果设置了选项WNOHANG，而调用中waitpid发现没有已退出的子进程可收集，则返回0；
● 如果调用中出错，则返回-1，这时errno会被设置成相应的值以指示错误所在；
当pid所指示的子进程不存在，或此进程存在，但不是调用进程的子进程，waitpid就会出错返回，这时errno被设置为ECHILD；
更详细参见[3]。
Linux中的进程基本状态：
1、执行(R)状态：CPU正在执行，即进程正在占用CPU。
2、就绪(W)状态：进程已经具备的执行的一切条件，正在等待分配CPU的处理时间片。
3、停止(S)状态：进程不能使用CPU。
三个函数：
fork();功能:创建一个新的进程。（fork()<0[出错]、fork()==0[子进程]、fork()>0[父进程]
wait();功能：真正结束进程（收尸）。
exec();功能：执行外部程序。[4]
参考：
[1] http://blog.csdn.net/dai_weitao/archive/2007/08/01/1721184.aspx
[2] http://blog.csdn.net/upcuiling/archive/2006/04/26/678498.aspx
[3] http://blog.csdn.net/xjtuse_mal/archive/2007/05/31/1632185.aspx(详细)
[4] http://blog.csdn.net/stevexk/archive/2006/05/15/729215.aspx
static void on_sigchld ( int signo )
...{
pid_t pid; int status; while ( ( pid = waitpid( -1, &status, WNOHANG ) ) > 0 )
...{ /* 演示用，不推荐在信号句柄中使用fprintf() */ fprintf( stderr, "child <%u> terminated", ( unsigned int )pid );
} return;
} /**//* end of on_sigchld */ ... ...
signal( SIGCHLD, on_sigchld );
#include
#include
main()
{
pid_t pc, pr; int status;
pc=fork(); if(pc<0)
printf("Error occured on forking.n"); else if(pc==0){ /* 子进程的工作 */ exit(0);
}else{ /* 父进程的工作 */ pr=wait(&status); /* 利用子进程的结果 */ }
}
/* waitpid.c */ #include
#include
#include
main()
{
pid_t pc, pr;
pc=fork(); if(pc<0) /* 如果fork出错 */ printf("Error occured on forking.n"); else if(pc==0){ /* 如果是子进程 */ sleep(10); /* 睡眠10秒 */ exit(0);
} /* 如果是父进程 */ do{
pr=waitpid(pc, NULL, WNOHANG); /* 使用了WNOHANG参数，waitpid不会在这里等待 */ if(pr==0){ /* 如果没有收集到子进程 */ printf("No child exitedn");
sleep(1);
}
}while(pr==0); /* 没有收集到子进程，就回去继续尝试 */ if(pr==pc)
printf("successfully get child %dn", pr); else printf("some error occuredn");
}
