僵尸进程和孤儿进程、守护进程
【一】僵尸进程和孤儿进程
【1】引入
- 我们知道在unix/linux中，正常情况下，子进程是通过父进程创建的，子进程在创建新的进程。
- 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。
- 当一个 进程完成它的工作终止之后，它的父进程需要调用wait()或者waitpid()系统调用取得子进程的终止状态。
【2】僵尸进程（有害）
[1] 什么是僵尸进程
- 僵尸进程是指完成了自己的任务，但父进程没有正确地释放它所占用的系统资源
- 导致它仍然存在于进程列表中，但已经停止了运行
- 这些僵尸进程会占据一定的系统内存，并在一定程度上影响系统的性能。
[2] 解决办法（UNIX系统）
-
因此，UNⅨ提供了一种机制可以保证父进程可以在任意时刻获取子进程结束时的状态信息
-
- 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，其进程号就会一直被占用，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。
-
-
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。
[3] 示例
import multiprocessing
import time
def work(name):
print(f'{name} is starting .... ')
time.sleep(2)
print(f'{name} is ending .... ')
def main():
for i in range(3):
task = multiprocessing.Process(
target=work,
args=(f'task_{i}',)
)
task.start()
if __name__ == '__main__':
print(f'main process starting ...')
main()
print(f'main process ending ...')
'''
main process starting ...
main process ending ...
task_0 is starting ....
task_1 is starting ....
task_2 is starting ....
task_0 is ending ....
task_2 is ending ....
task_1 is ending ....
'''
【3】孤儿进程（无害）
[1] 什么是孤儿进程
- 孤儿进程则是指父进程在子进程终止之前就已经退出了，导致子进程失去了与父进程通信的能力。
- 这些孤儿进程将被 init 进程接管
- init 进程会等待它的状态信息并释放它的系统资源。
[2] 示例
import os
import sys
import time
if __name__ == '__main__':
pid = os.getpid()
ppid = os.getppid()
print('我是父进程 :>>> ', 'pid', pid, 'ppid', ppid)
pid = os.fork()
# 执行pid=os.fork()则会生成一个子进程
# 返回值pid有两种值：
# 如果返回的pid值为0，表示在子进程当中
# 如果返回的pid值>0，表示在父进程当中
if pid > 0:
print('父进程终止')
sys.exit(0)
# 保证主线程退出完毕
time.sleep(1)
print('我是子进程 :>>>> ', os.getpid(), os.getppid())
# 子进程已经被pid为1的init进程接收了
# 所以僵尸进程在这种情况下是不存在的，存在只有孤儿进程而已
# 孤儿进程声明周期结束自然会被init来销毁。
# 我是父进程 :>>> pid 86270 ppid 61564
# 父进程终止
【二】守护进程
【1】什么是守护进程
- 守护进程 (daemon) 是在计算机系统启动时就已经运行，并且一直在后台运行的一类特殊进程。
- 它们通常不与用户直接交互，也不接受标准输入和输出，而是在后台执行某种任务或提供某种服务。
- 守护进程往往是由系统管理员手动启动的，它们可以在系统启动时自动启动，一直运行在后台，直到系统关闭或被停止。
- 常见的守护进程包括网络服务 (如 web 服务器、邮件服务器、 ftp 服务器等)、日志记录系统 (如系统日志服务、应用程序日志服务等) 等。
- 守护进程通常在后台运行，不需要用户交互，并且有较高的权限，因此编写守护进程需要特别注意安全性和稳定性。
[1] 主进程死亡，子进程未死亡
from multiprocessing import Process
import time
def task(name):
print(f'总管:>>{name}>>正常存活')
time.sleep(2)
print(f'总管:>>{name}>>正常死亡')
if __name__ == '__main__':
print(f'皇帝 :>>> Tom >>> 执掌江山')
p = Process(target=task, args=('max',))
# p = Process(target=task, kwargs={"name":"max"})
p.start()
print(f'皇帝 :>>> Tom >>> 寿终正寝')
# 皇帝 :>>> Tom >>> 执掌江山
# 皇帝 :>>> Tom >>> 寿终正寝
# 总管:>>max>>正常存活
# 总管:>>max>>正常死亡
[2] 主进程死亡，子进程必死亡
- 正确用法
from multiprocessing import Process
import time
def task(name):
print(f'总管:>>{name}>>正常存活')
time.sleep(2)
print(f'总管:>>{name}>>正常死亡')
if __name__ == '__main__':
print(f'皇帝 :>>> Tom >>> 执掌江山')
p = Process(target=task, args=('max',))
# p = Process(target=task, kwargs={"name":"max"})
# 将进程 p 设置成守护进程
p.daemon = True
p.start()
print(f'皇帝 :>>> Tom >>> 寿终正寝')
# 皇帝 :>>> Tom >>> 执掌江山
# 皇帝 :>>> Tom >>> 寿终正寝
