进程回收

回收子进程

孤儿进程

         孤儿进程: 父进程先于子进程结束，则子进程成为孤儿进程，子进程的父进程成为init进程，称为init进程领养孤儿进程。

init进程：孤儿回收进程， 进程ID为1的进程，/sbin/init；有时分配的是对应user下的init进程 

测试孤儿进程的程序：

int main(void)
{
	printf("测试孤儿进程的父进程\n");
	pid_t pid = fork();
	if(pid < 0)
	{	
		perror("fork error");
		exit(-1);
	}else if(pid > 0){
		printf("this is parent process, id is %d\n", getpid());
		sleep(3);
		printf("parent died!!!\n");
	}else{
		printf("this is child process pid = %d,  ppid = %d\n", getpid(), getppid());
		sleep(5);
		printf("this is child process pid = %d,  ppid = %d\n", getpid(), getppid());
	}
	
	return 0;
}

                                      

僵尸进程（Z）:子进程的PCB仍然留在内核中

僵尸进程: 进程终止，父进程尚未回收，子进程残留资源（PCB）存放于内核中，变成僵尸（Zombie）进程。 

PCB存在的一个意义：方便父进程根据PCB回收子进程的资源

Linux下子进程死亡，父进程未回收，子进程在ps aux打印出的进程信息中，显示 [子进程] 代表死亡

Linux进程异常终止，都是接受了某一个信号导致的。查看Linux下所有的信号类型，使用kill -l

测试僵尸进程的程序：

int main(void)
{
	printf("测试僵尸进程\n");
	pid_t pid = fork();
	if(pid < 0)
	{	
		perror("fork error");
		exit(-1);
	}else if(pid > 0){
		while(1)
		{
			printf("this is parent process, id is %d\n", getpid());
			sleep(3);
		}
	}else{
		printf("this is child process pid = %d,  ppid = %d\n", getpid(), getppid());
		sleep(5);
		printf("child process dead!!!\n");
	}
	
	return 0;
}

僵尸进程在终端中的显示：

 

特别注意，僵尸进程是不能使用kill命令清除掉的。因为kill命令只是用来终止进程的，而僵尸进程已经终止。思考！用什么办法可清除掉僵尸进程呢？

此时，使用ps命令无法杀死僵尸进程，为了解决此类问题，可以杀死该僵尸进程原来的父进程，此时该僵尸进程成为孤儿进程，对应的父进程成为init,init看到它是僵尸进程就将其回收！！！

wait函数：回收子进程的资源，一次wait只可以回收一个子进程

一个进程在终止时会关闭所有文件描述符，释放在用户空间分配的内存，但它的PCB还保留着，内核在其中保存了一些信息：如果是正常终止则保存着退出状态，如果是异常终止则保存着导致该进程终止的信号是哪个。这个进程的父进程可以调用wait或waitpid获取这些信息，然后彻底清除掉这个进程。我们知道一个进程的退出状态可以在Shell中用特殊变量$?查看，因为Shell是它的父进程，当它终止时Shell调用wait或waitpid得到它的退出状态同时彻底清除掉这个进程。

父进程调用wait函数可以回收子进程终止信息。该函数有三个功能：

1 父进程阻塞等待子进程退出，此时父进程不会做其他事

2 回收子进程残留资源，即残留在内存中的PCB

3 获取子进程结束状态(退出原因)。通过status获取

    pid_t wait(int *status); 成功：清理掉的子进程ID；失败：-1 (没有子进程)，int *status是传出参数

当进程终止时，操作系统的隐式回收机制会：1.关闭所有文件描述符 2. 释放用户空间分配的内存。内核的PCB仍存在。其中保存该进程的退出状态。(正常终止→退出值；异常终止→终止信号)

可使用wait函数传出参数status来保存进程的退出状态。借助宏函数来进一步判断进程终止的具体原因。宏函数可分为如下三组：

 *1.  WIFEXITED(status) 为非0  → 进程正常结束

         WEXITSTATUS(status) 如上宏为真，使用此宏 → 获取进程退出状态 (exit的参数)

 *2.  WIFSIGNALED(status) 为非0 → 进程异常终止

         WTERMSIG(status) 如上宏为真，使用此宏 → 取得使进程终止的那个信号的编号。

3. WIFSTOPPED(status) 为非0 → 进程处于暂停状态

         WSTOPSIG(status) 如上宏为真，使用此宏 → 取得使进程暂停的那个信号的编号。

         WIFCONTINUED(status) 为真 → 进程暂停后已经继续运行

wait函数的简单使用：

1、wait粗略回收单个进程，不返回进程终止状态

int main(void)
{
	pid_t wpid;
	printf("防止僵尸进程产生，wait等待回收子进程的资源\n");
	pid_t pid = fork();
	if(pid < 0)
	{	
		perror("fork error");
		exit(-1);
	}else if(pid > 0){
		wpid = wait(NULL);  //粗略回收
		if(wpid == -1)   //父进程代码执行前，先等待回收子进程的资源
		{
			perror("wait error");
			exit(-1);
		}
		while(1)
		{
			printf("this is parent process, id is %d\n", getpid());
			sleep(2);
		}
	}else{
		printf("this is child process pid = %d,  ppid = %d\n", getpid(), getppid());
		sleep(5);
		printf("child process dead!!!\n");
	}
	
	return 0;
}

2、wait回收精确子进程，判断进程状态返回值

//精确回收,手动用kill杀子进程看返回值
int main(void)
{
	pid_t wpid;
	int status;
	printf("防止僵尸进程产生，wait等待回收子进程的资源\n");
	pid_t pid = fork();
	if(pid < 0)
	{	
		perror("fork error");
		exit(-1);
	}else if(pid > 0){
		wpid = wait(&status);  //精确回收
		if(wpid == -1)   //父进程代码执行前，先等待回收子进程的资源
		{
			perror("wait error");
			exit(-1);
		}
		if(WIFEXITED(status))
		{	
			printf("child exit with %d\n", WEXITSTATUS(status));
		}
		if(WIFSIGNALED(status))
		{
			printf("child killd by %d\n", WTERMSIG(status));
		}
		while(1)
		{
			printf("this is parent process, id is %d\n", getpid());
			sleep(3);
		}
	}else{
		printf("this is child process pid = %d,  ppid = %d\n", getpid(), getppid());
		sleep(60);
		return 100;
	}
	
	return 0;
}

waitpid函数:相较于wait函数更灵活

作用同wait，但可指定pid进程清理，可以不阻塞。

    pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options); 成功：返回清理掉的子进程ID；失败：-1(无子进程)

特殊参数和返回情况：options：指定可以不阻塞回收

参数pid：

> 0 回收指定ID的子进程  

-1 回收任意子进程（相当于wait）

0 回收和当前调用waitpid一个组的所有子进程

< -1 回收指定进程组内的任意子进程

函数特殊返回：返回0：参3设置为WNOHANG,且子进程正在执行时，返回0

参3为WNOHANG，不阻塞回收，且子进程正在运行。每次会探测子进程是否结束，未结束就返回，所以为了让其能确定的回收子进程，必须轮询检测

参数3为0时，此时等价于wait() 函数

int n = 5;
do{
    pid = waitpid(-1, NULL, WNOHANG);  //pid == 0表示子进程仍在运行
    if(pid > 0)
    {
        n--;
    }

}while(n == 0);

注意：一次wait或waitpid调用只能清理一个子进程，清理多个子进程应使用循环。                                                杀死进程组：kill -9 -进程组ID

注：循环回收多个子进程的方法：

//回收多个子进程
while(wait(NULL));  
//or  
while(waitpid(-1, NULL, 0));
//or
int n = 5;
do{
	pid = waitpid(-1, NULL, WNOHANG);  //pid == 0表示子进程仍在运行
	if(pid > 0)
	{
		n--;
	}
}while(n == 0);