63-Linux如何解决僵死进程

一：回顾

1.每一个进程都有一个地址空间，叫做进程的虚拟地址空间，范围从0x0000 0000 ~ 0xffff fffff，上面(高地址)1G供内核使用，下面3G(低地址)供用户使用，代码段从0x0804 8000开始 0x0000 0000~0x0804 8000是空闲的，最下面是代码段，然后是数据段，然后是堆，然后是栈，堆是从低地址往高地址增长的，栈是从高地址往低地址增长的

2.fork()的时候会把整个虚拟地址空间都复制(即整个进程的实体)

3.逻辑地址(虚拟地址)和物理地址(绝对地址)：打印的时候打印的地址或者通过监视器监视的都是逻辑地址，因为无法预知哪些物理地址是空闲的，只能在虚拟地址空间进行布局

4.打印物理地址没有意义(程序结束，再运行，这时的物理地址又不一样了，但是物理地址也是可以打印的，只不过没有意义)，只有运行程序的时候才会分配物理地址(被加载到内存)

5.复制进程的时候，先复制的是PCB，然后才是复制进程的实体，如果PCB复制不成功，那么进程的实体就不用复制了。理论上来说，父进程有多大的虚拟地址空间，那么子进程也应该有多大的虚拟地址空间

6.写时拷贝：复制的时候父子进程共享暂时不会修改的页面，如果有父进程或者子进程要对页面进行修改时，才进行复制，写时拷贝会把复制的时间推迟，或者有时候都不需要复制，这样可以提高fork的效率，可以减少内存空间复制的数量

7.代码段是只读的

二：学习

僵死进程：

1.僵死进程概念：子进程先于父进程结束，父进程没有调用 wait() 获取子进程的退出码，此时子进程就变成僵死进程了

2.什么是退出码：退出码就是子进程中有一个 return 0 或者 exit(0) ，这个0就是退出码，退出码存在于PCB(进程控制块也叫进程描述符)中，父进程 wait() 获取子进程PCB中的退出码，然后返回到父进程，当父进程获取了PCB的退出码后，PCB才会被回收

3.子进程结束后，进程的实体先被回收，只有父进程调用 wait() 获取了子进程的退出码以后，PCB才会被回收，这时才算完全回收了(就是这么设计的，linux/unix 都设计成这样)

4.状态有：就绪 执行 堵塞 僵死状态

5.僵死状态时PCB不回收有什么危害：①占用内核空闲②软件层面的资源也会占用

6.僵死状态：子进程已经结束，就等着父进程获取子进程PCB里面的退出码后将PCB回收

7.如果子进程的父进程先结束了，这时子进程就变成孤儿进程了，这时系统就会给他找一个父进程( init 进程，之前 init 进程的 pid 恒为1，但是现在不一定是 init 进程了，可能是其他的一些进程去接管孤儿进程)，总之都会给孤儿进程分配父进程，这时 init 进程会执行 wait ，获取子进程的退出码，然后回收子进程，就是这种设计机制

8.执行代码时，一开始还显示僵死进程，但是父进程结束后，僵死进程就消失了，这是因为父进程结束后，又为子进程重新找了个父进程( init 进程接管)，这个父进程负责 wait 获取子进程的退出码，然后释放子进程，这时僵死状态就消失了

9.如果父进程先于子进程结束，那么一定不会产生僵死进程，因为子进程还没有结束，父进程先结束了，那么这时子进程的父进程就是init进程，那么子进程结束时一定会被回收

10.getpid()获取自己的id，getppid()获取父进程的id

11.以前的版本一定是1号进程( id 为1的进程，init)，但是现在较新的版本可能不是1号(id为1的进程，init)，但是他们的作用都是一样的，都是获取子进程的退出码，然后回收子进程

12.为什么子进程结束后没有给出命令提示符呢？但是敲击回车发现并没有阻塞，这是因为父进程结束后，已经给出命令提示符了，只是子进程还没有结束，又继续在命令提示符后面输出了，把命令提示符覆盖了，其实早就已经给出了，并不是没有给出命令提示符

13.如何解决僵死进程：①在父进程中调用 wait() ②让父进程先结束

14. wait 的函数原型：pid_t wait (int *wstatus); wait的返回值就是子进程的退出码，获取哪个子进程，就返回哪个子进程的退出码 wait 需要引用#include 头文件

15.在父进程里面加入 wait() ，父进程就会等到子进程结束后，父进程才会往下执行，这时父子进程就变成串行执行了，其实这样不太好（后面会讲更好的方法）

16.man 2 wait 帮助手册 q退出 1是进程 2是系统调用

17.ps：执行ps可以看到父子进程正在执行

18.ps显示的 就是僵死的意思

19.父进程先结束，为什么子进程一定不会变成僵死进程？因为父进程结束后，子进程会被init进程接管，子进程结束时，init进程会调用wait获取子进程的退出码，然后释放子进程的PCB，所以子进程一定不会变成僵死进程

20.fork()也是系统调用

三：(***面试)代码演示僵死进程及怎么解决僵死进程

1.演示僵死状态(只需让子进程先结束，父进程后结束即可)

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

int main()
{
	int n = 0;
	char *s = NULL;

 	pid_t pid = fork();//复制进程
	assert(pid != -1);
	
	if(pid == 0)
	{
		n = 2;
		s = "child";
	}
	else
	{
		n = 10;
		s = "parent";
	}
	for(int i = 0;i<n;i++)
	{
		printf("s=%s\n",s);
		sleep(1);
	}
	exit(3);//退出进程
}

两次打印完子进程后，理论上子进程应该被回收了，但是通过ps显示子进程结束后，进程并没有被回收，而是出现了一句提示3489 pts/0 00:00:00 main ，的意思就是僵死

退出 3，就是代码中的exit(3)中的退出码3

父进程结束后，僵死进程消失了，这是因为父进程结束后，又为子进程重新找了个父进程(init进程接管)，这个父进程负责wait获取子进程的退出码，然后释放子进程，这时僵死状态就消失了

2.父进程结束后，系统会重新为子进程分配父进程(可能这时的父进程的ppid不是1，之前是1)，一开始父进程的id是3660，子进程的id是3661，当父进程结束后，子进程的父进程的id变成了1671(之前的ppid是1)，虽然id和之前不一样了，但是他们的作用都是一样的，都是获取子进程的退出码，然后回收子进程

为什么子进程结束后没有给出命令提示符呢？但是敲击回车发现并没有阻塞，这是因为父进程结束后，已经给出命令提示符了，只是子进程还没有结束，又继续在命令提示符后面输出了，把命令提示符覆盖了，其实早就已经给出了，并不是没有给出命令提示符

3.怎么解决僵死进程

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

int main()
{
	int n = 0;
	char *s = NULL;

 	pid_t pid = fork();//复制进程
	assert(pid != -1);
	
	if(pid == 0)
	{
		n = 3;
		s = "child";
	}
	else
	{
		n = 10;
		s = "parent";
		int code_exit = 0;
		wait(&code_exit);
		printf("code_exit=%d\n",code_exit);
	}
	for(int i = 0;i<n;i++)
	{
		printf("s=%s,pid=%d,ppid=%d\n",s,getpid(),getppid());
		sleep(1);
	}
	exit(3);//退出进程
}

父进程在wait那一行代码阻塞住了，父进程先等子进程结束，wait获取子进程的退出码后才会继续运行父进程

最初父子进程都存在，当子进程结束后，父进程获取了子进程的退出码后，父进程才继续执行，这时可以看出子进程已经回收了，并没有出现僵死状态

父子进程都结束后，通过ps显示，父子进程都已经消失了，所以父进程通过wait可以防止子进程产生僵死状态

为什么wait获取子进程退出码的时候code_exit=768，而不是3呢？

768的二进制数为0011 0000 0000是0011左移了8位得到的，为什么要把退出码左移8位呢，因为退出码的值都比较小，一般就在一个字节以内(-128~127)，他只需要一个字节，但是32位系统上都是4个字节，他就把退出码左移了8位(移到第二个字节的位置，他有他其他的意义在里面)，他用前面1个字节表达其他的意思，所以打印的时候需要把code_exit右移8位即可，或者通过其他函数得到退出码