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)
- #include <stdio.h>
- #include <stdlib.h>
- #include <errno.h>
- #include <unistd.h>
- int main()
- {
- pid_t pid;
- //创建一个进程
- pid = fork();
- //创建失败
- if (pid < 0)
- {
- perror("fork error:");
- exit(1);
- }
- //子进程
- if (pid == 0)
- {
- printf("I am the child process.\n");
- //输出进程ID和父进程ID
- printf("pid: %d\tppid:%d\n",getpid(),getppid());
- printf("I will sleep five seconds.\n");
- //睡眠5s,保证父进程先退出
- sleep(5);
- printf("pid: %d\tppid:%d\n",getpid(),getppid());
- printf("child process is exited.\n");
- }
- //父进程
- else
- {
- printf("I am father process.\n");
- //父进程睡眠1s,保证子进程输出进程id
- sleep(1);
- printf("father process is exited.\n");
- }
- return 0;
- }
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。
- #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 process.I am exiting.\n");
- exit(0);
- }
- printf("I am father process.I will sleep two seconds\n");
- //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 is exiting.\n");
- return 0;
- }
<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:
- //示例: 避免僵尸进程
- int main(int argc, char *argv[])
- {
- signal(SIGCHLD, SIG_IGN);
- pid_t pid = fork();
- if (pid < 0)
- err_exit("fork error");
- else if (pid == 0)
- exit(0);
- else
- {
- sleep(50);
- }
- exit(0);
- }
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);
- //根据上图: 理解下面这段程序和下图的演示
- int main(int argc, char *argv[])
- {
- signal(SIGCHLD, SIG_IGN);
- int fd = open("test.txt", O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC, 0666);
- if (fd == -1)
- err_exit("file open error");
- cout << "We Don`t flash memory\n";
- char buf[BUFSIZ];
- bzero(buf, sizeof(buf));
- pid_t pid = fork();
- if (pid < 0)
- err_exit("fork error");
- else if (pid > 0)
- {
- strcpy(buf, "Parent...");
- write(fd, buf, strlen(buf));
- close(fd);
- cout << "fd = " << fd << endl;
- exit(0);
- }
- else if (pid == 0)
- {
- strcpy(buf, "Child...");
- write(fd, buf, strlen(buf));
- close(fd);
- cout << "fd = " << fd << endl;
- exit(0);
- }
- }
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。
- #include <unistd.h>
- #include <stdio.h>
- int main(void)
- {
- pid_t pid;
- int count = 0;
- pid=vfork();
- count++;
- printf("count=%d\n",count);
- return 0;
- }
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
)