【Linux系统编程（进程编程）】进程的退出：父进程等待子进程的退出之僵尸进程与孤儿进程

文章目录

  • 一、进程退出
    • 1.1、进程正常退出方式
    • 1.2、异常退出
  • 二、父进程等待子进程退出（一）
    • 2.1、为什么要等待子进程退出
    • 2.2、（1）父进程等待子进程退出并收集子进程的退出状态
      • 如何等待
      • wstatus空
      • wstatus非空
    • 2.3、（2）子进程退出状态不被收集，变成僵尸进程（僵死进程）。
      • vfork没有使用wait，退出状态不被收集，子进程变成僵尸进程
      • fork没有使用wait，退出状态不被收集，子进程变成僵尸进程
  • 三、父进程等待子进程退出（二）
    • 3.1、相关函数
      • 阻塞等待
      • 非阻塞等待
    • 3.2、孤儿进程（面s）

一、进程退出

vfork保证子进程先运行，当子进程退出后，父进程才运行。

1.1、进程正常退出方式

共5种退出方式

  1. main函数调用return
  2. 进程调用exit()，标准c库
  3. 进程调用_exit()或者_Exit()，属于系统调用

补充

  1. 进程最后一个线程返回
  2. 最后一个线程调用pthread_exit

1.2、异常退出

  1. 主动调用abort()，放弃当前进程
  2. 当进程收到某些信号时，如ctrl+C【ctrl+Z???挂起】
  3. 最后一个进程对取消（cancellation）请求做出相应

不管进程如何终止，最后都会执行内核中同一段代码。这段代码为响应进程关闭素有打开的描述符，释放它所使用的存储器。

对上述任意一种终止情形，我们都希望终止进程能够通知其父进程它是如何终止的。对于三个终止函数（exit、_exit、_Exit），实现这一点的方法是，将其退出状态传递（exit status）作为参数传递给函数。

在异常终止情况下，内核（不是进程本身）产生一个指示其异常终止原因的一个状态（termination status）。在任意一种情况下，该终止进程的父进程都能调用wait或waitpid函数取得其终止状态。

那么收集退出状态无非就是给exit函数传递一个值。
image.png
image.png
建议使用exit，是对_exit或_Exit的封装，会对进程的缓冲区做些处理，而_exit或_Exit系统调用是直接退出。

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
        pid_t pid;
        int cnt = 0;

        pid = vfork();

        if(pid > 0)
        {
                while(1){
                        printf("cnt=%d\n", cnt);
                        printf("this is father process, pid:%d\n",getpid());
                        sleep(1);
                }
        }
        else if(pid == 0)
        {
                while(1){
                        printf("this is chlid process, pid:%d\n",getpid());
                        sleep(1);
                        cnt++;
                        if(cnt == 3){
                                _Exit(0);//break;
                        }
                }
        }


        return 0;
}

二、父进程等待子进程退出（一）

2.1、为什么要等待子进程退出

问：创建子进程的目的是什么？

创建子进程的目的是为了让子进程干活，那么子进程不一定能把交给它的活顺利都做完。所以我们比较关心子进程干没干完活，干的怎么样。所以我们要等待子进程的退出，并且收集退出的状态。
我不仅要等待子进程的退出，而且还要检测你这个活干的怎么样。 你正常退出，你活干到什么程度，根据exit的退出码的不同进程判断。你没干完是异常退出，你是不想干了还是其它原因ctrl+C了等等。这是父进程为什么要等待子进程的退出的原因。

2.2、（1）父进程等待子进程退出并收集子进程的退出状态

调用wait函数，解析返回状态码。子进程调用exit返回状态码。
调用wait可以防止子进程变成僵尸进程。
image.png

如何等待

使用wait函数
image.png
函数参数是一个地址
wstatus参数：是一个整型数指针
wstatus非空：子进程退出状态放在它所指向的地址中。
wstatus空：不关心退出状态。

wstatus空

父进程中使用了wait函数，就不会出现子进程变成僵尸进程的情况。
image.png

#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
        pid_t pid;

        int cnt = 0;

        pid = fork();

        if(pid > 0)
        {
                wait(NULL);
                while(1){
                        printf("cnt=%d\n", cnt);
                        printf("this is father process, pid:%d\n",getpid());
                        sleep(1);
                }
        }
        else if(pid == 0)
        {
                while(1){
                        printf("this is chlid process, pid:%d\n",getpid());
                        sleep(1);
                        cnt++;
                        if(cnt == 5){
                                exit(0);
                        }
                }
        }


        return 0;
}

wstatus非空

非空：检查退出状态，存在status里面
image.png

#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
        pid_t pid;

        int cnt = 0;
        int status = 10;

        pid = fork();

        if(pid > 0)
        {
                wait(&status);
                printf("chlid quit, chlid status:%d\n", WEXITSTATUS(status));
                while(1){
                        printf("cnt=%d\n", cnt);
                        printf("this is father process, pid:%d\n",getpid());
                        sleep(1);
                }
        }
        else if(pid == 0)
        {
                while(1){
                        printf("this is chlid process, pid:%d\n",getpid());
                        sleep(1);
                        cnt++;
                        if(cnt == 5){
                                exit(3);
                        }
                }
        }


        return 0;
}

2.3、（2）子进程退出状态不被收集，变成僵尸进程（僵死进程）。

vfork没有使用wait，退出状态不被收集，子进程变成僵尸进程

没有使用wait，退出状态不被收集

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
        pid_t pid;

        int cnt = 0;

        pid = vfork();

        if(pid > 0)//父进程
        {
                while(1){
                        printf("cnt=%d\n", cnt);
                        printf("this is father process, pid:%d\n",getpid());
                        sleep(1);
                }
        }
        else if(pid == 0)
        {
                while(1){
                        printf("this is chlid process, pid:%d\n",getpid());
                        sleep(1);
                        cnt++;
                        if(cnt == 3){
                                exit(0);//break;
                        }
                }
        }


        return 0;
}

使用ps查看进程
image.png
S+ 是正在运行的状态
Z+ 是僵尸进程 zombie

fork没有使用wait，退出状态不被收集，子进程变成僵尸进程

fork 父进程没有wait
同样，子进程执行结束，父进程没收集其退出状态，变为了僵尸进程
image.png

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
        pid_t pid;

        int cnt = 0;

        pid = fork();

        if(pid > 0)
        {
                while(1){
                        printf("cnt=%d\n", cnt);
                        printf("this is father process, pid:%d\n",getpid());
                        sleep(1);
                }
        }
        else if(pid == 0)
        {
                while(1){
                        printf("this is chlid process, pid:%d\n",getpid());
                        sleep(1);
                        cnt++;
                        if(cnt == 5){
                                exit(0);
                        }
                }
        }


        return 0;
}

三、父进程等待子进程退出（二）

3.1、相关函数

image.png

  • 如果其所有子进程都在执行，则阻塞
  • 如果一个子进程已终止，正等待父进程获取其终止状态，则取得该子进程的终止状态立即返回
  • 如果它没有任何子进程，则立即出错返回

对于waitpid函数中几个参数解释如下：

  • pid == -1 等待任意子进程。就这一方面而言，waitpid与wait等效。
  • pid > 0 等待其进程ID与pid相等的子进程。
  • pid == 0 等待其组ID等于调用进程组ID的任一子进程。
  • pid < -1 等待其组ID等于pid绝对值的任一子进程。

status参数：是一个整型数指针
非空：子进程退出状态放在它所指向的地址中。
空：不关心退出状态
image.png

阻塞等待

阻塞等待不会出现僵尸进程情况


#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
        pid_t pid;

        int cnt = 0;
        int status = 10;

        pid = fork();

        if(pid > 0)
        {
                wait(&status);//阻塞等待
                printf("chlid quit, chlid status:%d\n", WEXITSTATUS(status));
                while(1){
                        printf("cnt=%d\n", cnt);
                        printf("this is father process, pid:%d\n",getpid());
                        sleep(1);
                }
        }
        else if(pid == 0)
        {
                while(1){
                        printf("this is chlid process, pid:%d\n",getpid());
                        sleep(1);
                        cnt++;
                        if(cnt == 3){
                                exit(3);
                        }
                }
        }


        return 0;
}

非阻塞等待

非阻塞（se）等待，子进程也会变成僵尸进程（实验证明）。而且waitpid马上打印，好像不关心子进程，所以使用不多。一般使用wait。

#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
        pid_t pid;

        int cnt = 0;
        int status = 10;

        pid = fork();

        if(pid > 0)
        {
                //wait(&status);
                waitpid(pid, &status, WNOHANG);//非阻塞等待
                printf("chlid quit, chlid status:%d\n", WEXITSTATUS(status));
                while(1){
                        printf("cnt=%d\n", cnt);
                        printf("this is father process, pid:%d\n",getpid());
                        sleep(1);
                }
        }
        else if(pid == 0)
        {
                while(1){
                        printf("this is chlid process, pid:%d\n",getpid());
                        sleep(1);
                        cnt++;
                        if(cnt == 3){
                                exit(3);
                        }
                }
        }
        return 0;
}

3.2、孤儿进程（面s）

父进程不等待子进程退出，在子进程结束之前就结束了自己的“生命”，此时子进程叫做孤儿进程。
Linux避免系统存在过多孤儿进程，init进程收留孤儿进程，变成孤儿进程的父进程。
init进程ID为1
实验验证：

#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
        pid_t pid;

        int cnt = 0;
        int status = 10;

        pid = fork();

        if(pid > 0)
        {
                printf("this is father process, pid:%d\n",getpid());
        }
        else if(pid == 0)
        {
                while(1){
                        printf("chlid pid:%d, my father pid:%d\n",getpid(), getppid());
                        sleep(1);
                        cnt++;
                        if(cnt == 5){
                                exit(3);
                        }
                }
        }

        return 0;
}

image.png
这里父进程退出后，新的父进程的进程id为1468而不是1。
是因为：这里是在图形界面伪终端运行的，shell其实是init进程的一个子进程，故孤儿进程其实是被shell所收养
在字符化界面运行时，ppid就是1了。

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前言: c#调用海康威视SDK实现车牌识别 原本以为海康威视sdk的Demo里面没有车牌识别的实例,后来发现自己肤浅了,官方是有提供的,只是车牌识别是通过安防布警的方式实现的.程序主动监听,触发告警后获取到车牌信息. 一、接口调用的流程&#xff1a; 首先初始化sdk -> 开…
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袁志佳：前端全栈工程师精英班

袁志佳：前端全栈工程师精英班

教程介绍 本套课程涵盖大前端的全部领域&#xff0c;并对传统的Web前端全栈深入教学。如利用前端知识开发 AI、VR、AR、iOS、Android、PC、Server、智能硬件。 同时我们将核心打造 JavaScript语言新发展、Vue源码分析、前端持续集成方案汇总、MV*框架深度分析 、前端图形学、N…
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亚稳态及其解决办法

亚稳态及其解决办法

异步电路 亚稳态 亚稳态亚稳态的产生原因什么是同步异步信号怎么消除亚稳态 亚稳态 在数字电路中&#xff0c;每一位数据不是1&#xff08;高电平&#xff09;就是0&#xff08;低电平&#xff09;。当然对于具体的电路来说&#xff0c;并非1&#xff08;高电平&#xff09;就是…
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elementary OS7 Ubuntu 22.04中硬盘挂载报错

elementary OS7 Ubuntu 22.04中硬盘挂载报错

elementary OS7 Ubuntu 22.04中硬盘挂载报错 背景目标思路解决方法 背景 上周末安装elementaryos7的过程中将windows10的引导文件搞丢了&#xff0c;这两天准备修复一下&#xff0c;保险期间将固态硬盘上的文件备份到移动硬盘上&#xff0c;备份过程中出现报错的问题&#xff…
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2024常用Web支付开发讲解教程

2024常用Web支付开发讲解教程

课程介绍 本教程为web支付开发&#xff0c;讲解了最常用的两钟支付&#xff1a;支付宝支付和微信支付&#xff0c;服务器配置和API对接&#xff0c;学完本课程可以学会微信支付、和支付宝支付开发。 学习资料 链接&#xff1a;https://pan.baidu.com/s/19WarLP2dO4dFvNbIHLU…
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C++类的6个默认成员函数(构造)

C++类的6个默认成员函数(构造)

C类和对象基础-CSDN博客https://blog.csdn.net/lh11223326/article/details/136834917?spm1001.2014.3001.5501 目录 1.构造函数 概念 特性 2.析构函数 概念 特性 3.拷贝构造函数 概念 特征 4.赋值运算符重载&#xff08;构造实现&#xff09; 运算符重载 赋值运算…
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