父子进程、僵尸进程和孤儿进程

本文是接着进程的状态_土豆西瓜大芝麻的博客-CSDN博客往后验证的，这里也顺便验证了一下僵尸进程和孤儿进程。

父进程与子进程

在Linux里，除了进程0（即PID=0的进程）以外的所有进程都是由其他进程使用系统调用fork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。

fork函数包含在unistd.h库中，其最主要的特点是，调用一次，返回两次，当父进程fork()创建子进程失败时，fork()返回-1，当父进程fork()创建子进程成功时，此时，父进程会返回子进程的pid，而子进程返回的是0。

如上图所示，当fork()函数调用后，父进程中的变量pid赋值成子进程的pid(pid>0)，所以父进程会执行else里的代码，打印出"This is the parent"，而子进程的变量pid赋值成0，所以子进程执行if(pid == 0)里的代码，打印出"This is the child"

现在我们知道，在Linux中，正常情况下，子进程是通过父进程创建的，子进程再创建新的子进程。但是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。

1. 僵尸进程

当一个子进程结束运行（一般是调用exit、运行时发生致命错误或收到终止信号所导致）时，子进程的退出状态（返回值）会回报给操作系统，系统则以SIGCHLD信号将子进程被结束的事件告知父进程，此时子进程的进程控制块（PCB）仍驻留在内存中。一般来说，收到SIGCHLD后，父进程会使用wait系统调用（需要人为增加相应代码）以获取子进程的退出状态，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（没有增加wait()等调用语句），子进程的PCB就会一直驻留在内存中，也即成为僵尸进程。简单来说，当进程退出但是父进程并没有调用wait或waitpid获取子进程的状态信息时就会产生僵尸进程。

在linux下，使用fork()派生出来的子进程和父进程同名，按照网上的说的使用prctl()设置进程名的方式在子进程中设置，发现只有在子进程死后或者变成僵尸进程时，才会显示其被prctl()设置的名字。

#include 
#include 
#include 
#include 


int main()
{
    int cnt = 0;
    pid_t pid = fork();
    if(pid>0)
    {
        printf("Parent Proccess!\n");
    }
    else if(pid == 0)
    {
        prctl(PR_SET_NAME,"ps_stat_Child",NULL,NULL,NULL);//设置子进程的名字，这里已经超过16个字符了，实际只能使用16个字符。
        printf("你好!\n");
        sleep(50);
        exit(0);
    }
    while(1)
    {
        printf("hello world #%d\n",cnt++);
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

上述例子中，子进程先结束，父进程不结束，那么使用ps -aux查看进程状态，发现刚开始俩进程都在运行，名字也相同，都是前台进程。

 

 但是等到子进程结束后（等待50s后），子进程变成僵尸进程，而此时子进程的名字变为设置的名字。

2. 孤儿进程

 孤儿进程由于有init进程循环的wait()回收资源，因此并没有什么危害。

 使用ps -ef 查看进程间的关系，可以看到进程9813的父进程是9812，而9812的父进程是7324。7324的父进程是7315 对应的bash进程，bash进程的父进程是1150对应的/usr/libexec/gnome-terminal-server，1150的父进程是1号进程。

 在父子进程都在执行过程中（sleep中），两个进程都是前台进程，状态为S+。

 父进程结束后，子进程9813的父进程变成了1150.

 查看进程1150的父进程为1.

 父进程结束后，子进程处于S状态（因为是sleep操作）。

 只剩下子进程后，子进程被系统接管，此时变成后台进程，状态为S（因为在执行sleep）。

 3. 避免出现僵尸子进程

避免僵尸进程的方式有好几种，这里只给出使用wait()方式。

Wait函数
头文件：  #include      

                #include

功能：父进程一旦调用了wait函数就立即阻塞自己，wait函数自动分析是否当前进程的某子进程已经退出，如果让它找到一个已经僵尸的子进程，wait就收集这个子进程的信息，并把它彻底销毁后返回，如果没有找到就一直阻塞到这里，直到一个出现为止。Wait函数处理了僵尸子进程。

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

int main()
{
    int cnt = 0, status;
    pid_t pid = fork();
    if (pid > 0) //父进程
    {
        printf("Parent Proccess!\n");
        sleep(50);
    }
    else if (pid == 0)//子进程
    {
        prctl(PR_SET_NAME, "ps_stat_Child", NULL, NULL, NULL);
        printf("你好!\n");
        sleep(20);
        exit(0);
    }
    else
    {
        printf("Parent !\n");
        wait(&status);//阻塞并接受子进程退出状态码
        printf("status = %d\n", status);
    }
    // while(1)
    // {
    //     printf("hello world #%d\n",cnt++);
    //     sleep(1);
    // }
    return 0;
}

子进程退出后，并没有变成僵尸进程。