在里,除了(即PID=0的交换进程,Swapper Process)以外的所有进程都是由其他进程使用创建的,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。
以(Process Identifier,即PID)来识别进程。进程0是系统时创建的一个特殊进程,在其调用fork创建出一个子进程(即PID=1的进程1,又称)后,进程0就转为(有时也被称为),而进程1(init进程)就是系统里其他所有进程的祖先。
僵尸进程与孤儿进程
当一个子进程结束运行(一般是调用、运行时发生或收到终止所导致)时,子进程的(返回值)会回报给操作系统,系统则以信号将子进程被结束的事件告知父进程,此时子进程的(PCB)仍驻留在内存中。一般来说,收到SIGCHLD后,父进程会使用系统调用以取得子进程的退出状态,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,子进程的PCB就会一直驻留在内存中,也即成为。
则是指父进程结束后仍在运行的子进程。在中,孤儿进程一般会被init进程所“收养”,成为init的子进程。
为避免产生僵尸进程,实际应用中一般采取的方式是:
将父进程中对SIGCHLD信号的处理函数设为SIG_IGN(忽略信号);
fork两次并杀死一级子进程,令二级子进程成为孤儿进程而被init所“收养”、清理。
==================以上来自维基百科%E7%88%B6%E8%BF%9B%E7%A8%8B===============
●Unix编程中所谓"僵尸进程"指什么,什么情况下会产生僵尸进程,如何杀掉僵尸进程?
在fork()/execve()过程中,假设子进程结束时父进程仍存在,而父进程fork()之前既没安装SIGCHLD信号处理函数调用wait()或waitpid()等待子进程结束,又没有显式忽略该信号,则子进程成为僵尸进程,无法正常结束。此时即使是root身份kill -9也不能杀死僵尸进程(僵死进程实际上是已死的进程,你当然不能杀死一个死人)。补救办法是杀死僵尸进程的父进程(僵尸进程的父进程必然存在),僵尸进程成为"孤儿进程",过继给1号进程init,init始终会负责清理僵尸进程。
●在一个进程调用了exit之后,该进程并非马上就消失掉,而是留下一个称为僵尸进程(Zombie)的数据结构。在Linux进程的5种状态中,僵尸进程是非常特殊的一种,它已经放弃了几乎所有内存空间,没有任何可执行代码,也不能被调度,仅仅在进程列表中保留一个位置,记载该进程的退出状态等信息供其他进程收集(如供父进程),除此之外,僵尸进程不再占有任何内存空间。从这点来看,僵尸进程虽然有一个很酷的名字,但它的影响力远远抵不上那些真正的僵尸兄弟,真正的僵尸总能令人感到恐怖,而僵尸进程却除了留下一些供人凭吊的信息,对系统毫无作用。
●系统调用exit,它的作用是使进程退出,但也仅仅限于将一个正常的进程变成一个僵尸进程,并不能将其完全销毁。僵尸进程虽然对其他进程几乎没有什么影响,不占用CPU时间,消耗的内存也几乎可以忽略不计,但有它在那里呆着,还是让人觉得心里很不舒服。而且Linux系统中进程数目是有限制的,在一些特殊的情况下,如果存在太多的僵尸进程,也会影响到新进程的产生。
●如何清理僵尸进程:用wait()和waitpid()系统调用可以清理僵尸进程,或者杀死僵尸进程的父进程(僵尸进程的父进程必然存在),僵尸进程成为"孤儿进程",过继给1号进程init,init始终会负责清理僵尸进程。
下面这段比喻形容了进程的一生,也更容易看出僵尸进程所处的阶段:
随着一句fork,一个新进程呱呱落地,但它这时只是老进程的一个克隆。
然后随着exec,新进程脱胎换骨,离家独立,开始了为人民服务的职业生涯。
人有生老病死,进程也一样,它可以是自然死亡,即运行到main函数的最后一个"}",从容地离我们而去;也可以是自杀,自杀有2种方式,一种是调用exit函数,一种是在main函数内使用return,无论哪一种方式,它都可以留下遗书,放在返回值里保留下;它还甚至能可被谋杀,被其它进程通过另外一些方式结束他的生命。
进程死掉以后,会留下一具僵尸,wait和waitpid充当了殓尸工,把僵尸推去火化,使其最终归于无形。
这就是进程完整的一生。
僵尸进程的危害
由于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. 那么不会因为父进程太忙来不及wait子进程,或者说不知道子进程什么时候结束,而丢失子进程结束时的状态信息呢? 不会.因为UNIX提供了一种机制可以保证 只要父进程想知道子进程结束时的状态信息, 就可以得到. 这种机制就是: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,如果你进程不调用wait / waitpid的话, 那么保留的那段信息就不会释放,其进程号就会一定被占用,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。
处理:
*显式忽略SIGCHLD信号是指类似这样的代码:
signal( SIGCHLD, SIG_IGN );
*安装SIGCHLD信号句柄是指类似这样的代码:
当然,不建议使用signal(),应该使用sigaction()。
僵尸进程中保存着很多对程序员和系统管理员非常重要的信息,首先,这个进程是怎么死亡的?是正常退出呢,还是出现了错误,还是被其它进程强迫退出的?其次,这个进程占用的总系统CPU时间和总用户CPU时间分别是多少?发生页错误的数目和收到信号的数目。这些信息都被存储在僵尸进程中,试想如果没有僵尸进程,进程一退出,所有与之相关的信息都立刻归于无形,而此时程序员或系统管理员需要用到,就只好干瞪眼了。
那么,我们如何收集这些信息,并终结这些僵尸进程呢?就要靠waitpid调用和wait调用。这两者的作用都是收集僵尸进程留下的信息,同时使这个进程彻底消失。
pid_t wait(int *status)
1)进程一旦调用了wait,就立即阻塞自己,由wait自动分析是否当前进程的某个子进程已经退出,如果让它找到了这样一个已经变成僵尸的子进程,wait就会收集这个子进程的信息,并把它彻底销毁后返回;如果没有找到这样一个子进程,wait就会一直阻塞在这里,直到有一个出现为止。
参数status用来保存被收集进程退出时的一些状态,它是一个指向int类型的指针。但如果我们对这个子进程是如何死掉的毫不在意,只想把这个僵尸进程消灭掉,(事实上绝大多数情况下,我们都会这样想),我们就可以设定这个参数为NULL,就象下面这样:
pid = wait(NULL);
如果成功,wait会返回被收集的子进程的进程ID,如果调用进程没有子进程,调用就会失败,此时wait返回-1,同时errno被置为ECHILD。
参数status
如果参数status的值不是NULL,wait就会把子进程退出时的状态取出并存入其中,这是一个整数值(int),指出了子进程是正常退出还是被非正常结束的(一个进程也可以被其他进程用信号结束),以及正常结束时的返回值,或被哪一个信号结束的等信息。由于这些信息被存放在一个整数的不同二进制位中,所以用常规的方法读取会非常麻烦,人们就设计了一套专门的宏(macro)来完成这项工作,下面我们来学习一下其中最常用的两个:
● WIFEXITED(status)
这个宏用来指出子进程是否为正常退出的,如果是,它会返回一个非零值。
(请注意,虽然名字一样,这里的参数status并不同于wait唯一的参数--指向整数的指针status,而是那个指针所指向的整数,切记不要搞混了。)
● WEXITSTATUS(status)
当WIFEXITED返回非零值时,我们可以用这个宏来提取子进程的返回值,如果子进程调用exit(5)退出,WEXITSTATUS (status)就会返回5;如果子进程调用exit(7),WEXITSTATUS(status)就会返回7。请注意,如果进程不是正常退出的,也就是说,WIFEXITED返回0,这个值就毫无意义。
Linux中的进程基本状态:
1、执行(R)状态:CPU正在执行,即进程正在占用CPU。
2、就绪(W)状态:进程已经具备的执行的一切条件,正在等待分配CPU的处理时间片。
3、停止(S)状态:进程不能使用CPU。
三个函数:
fork();功能:创建一个新的进程。(fork()<0[出错]、fork()==0[子进程]、fork()>0[父进程]
wait();功能:真正结束进程(收尸)。
exec();功能:执行外部程序。
孤儿进程
孤儿进程:一个父进程退出,而它的一个或多个子进程还在进行,那么那些子进程将成了孤儿进程,孤儿进程将被init进程(进程号为1)所收养,并由init进程对它们完成状态收集工作。僵尸资源会造成资源浪费,孤儿进程则不会。
链接:
http://www.cnblogs.com/mydomain/archive/2010/10/24/1859826.html
僵尸进程
一个子进程在其父进程还没有调用wait()时退出,则子进程为僵尸进程。一个进程在调用exit命令结束自己的生命时,其实它并没有真正的被销毁,而是留下一个称为僵尸进程的数据结构(系统调用exit,它的作用是使进程退出,但也仅仅限于将一个正常的进程变成一个僵尸进程,并不能将其完全销毁)
僵尸进程的危害
由于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. 那么不会因为父进程太忙来不及wait子进程,或者说不知道 子进程什么时候结束,而丢失子进程结束时的状态信息呢? 不会.因为UNIX提供了一种机制可以保证 只要父进程想知道子进程结束时的状态信息, 就可以得到. 这种机制就是: 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,如果你进程不调用wait / waitpid的话, 那么保留的那段信息就不会 释放,其进程号就会一定被占用,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
僵尸进程的避免:
1、父进程通过wait和waitpid等函数等待子进程结束,这会导致父进程挂起
2. 如果父进程很忙,那么可以用signal函数为SIGCHLD安装handler,因为子进程结束后, 父进程会收到该信号,可以在handler中调用wait回收
3. 如果父进程不关心子进程什么时候结束,那么可以用signal(SIGCHLD, SIG_IGN) 通知内核,自己对子进程的结束不感兴趣,那么子进程结束后,内核会回收, 并不再给父进程发送信号
4. 还有一些技巧,就是fork两次,父进程fork一个子进程,然后继续工作,子进程fork一 个孙进程后退出,那么孙进程被init接管,孙进程结束后,init会回收。不过子进程的回收 还要自己做。
孤儿进程
孤儿进程:一个父进程退出,而它的一个或多个子进程还在进行,那么那些子进程将成了孤儿进程,孤儿进程将被init进程(进程号为1)所收养,并由init进程对它们完成状态收集工作。
僵尸资源会造成资源浪费,孤儿进程则不会。
http://gengning938.blog.163.com/blog/static/12822538120116188816625/
解释一:[1,2]
●Unix编程中所谓"僵尸进程"指什么,什么情况下会产生僵尸进程,如何杀掉僵尸进程:
在fork()/execve()过程中,假设子进程结束时父进程仍存在,而父进程fork()之前既没安装SIGCHLD信号处理函数调用wait或waitpid()等待子进程结束,又没有显式忽略该信号,则子进程成为僵尸进程,无法正常结束,此时即使是root身份kill -9也不能杀死僵尸进程(僵死进程实际上是已死的进程,你当然不能杀死一个死人)
●在一个进程调用了exit之后,该进程并非马上就消失掉,而是留下一个称为僵尸进程(Zombie)的数据结构。在Linux进程的5种状态中,僵尸进程是非常特殊的一种,它已经放弃了几乎所有内存空间,没有任何可执行代码,也不能被调度,仅仅在进程列表中保留一个位置,记载该进程的退出状态等信息供其他进程收集(如供父进程),除此之外,僵尸进程不再占有任何内存空间。从这点来看,僵尸进程虽然有一个很酷的名字,但它的影响力远远抵不上那些真正的僵尸兄弟,真正的僵尸总能令人感到恐怖,而僵尸进程却除了留下一些供人凭吊的信息,对系统毫无作用。
●系统调用exit,它的作用是使进程退出,但也仅仅限于将一个正常的进程变成一个僵尸进程,并不能将其完全销毁。僵尸进程虽然对其他进程几乎没有什么影响,不占用CPU时间,消耗的内存也几乎可以忽略不计,但有它在那里呆着,还是让人觉得心里很不舒服。而且Linux系统中进程数目是有限制的,在一些特殊的情况下,如果存在太多的僵尸进程,也会影响到新进程的产生。
●如何清理僵尸进程:用wait()和waitpid()系统调用可以清理僵尸进程,或者杀死僵尸进程的父进程(僵尸进程的父进程必然存在),僵尸进程成为"孤儿进程",过继给1号进程init,init始终会负责清理僵尸进程。
下面这段比喻形容了进程的一生,也更容易看出僵尸进程所处的阶段:
随着一句fork,一个新进程呱呱落地,但它这时只是老进程的一个克隆。
然后随着exec,新进程脱胎换骨,离家独立,开始了为人民服务的职业生涯。
人有生老病死,进程也一样,它可以是自然死亡,即运行到main函数的最后一个"}",从容地离我们而去;也可以是自杀,自杀有2种方式,一种是调用exit函数,一种是在main函数内使用return,无论哪一种方式,它都可以留下遗书,放在返回值里保留下;它还甚至能可被谋杀,被其它进程通过另外一些方式结束他的生命。
进程死掉以后,会留下一具僵尸,wait和waitpid充当了殓尸工,把僵尸推去火化,使其最终归于无形。
这就是进程完整的一生。[1,2]
处理:
*显式忽略SIGCHLD信号是指类似这样的代码:
signal( SIGCHLD, SIG_IGN );
*安装SIGCHLD信号句柄是指类似这样的代码:
staticvoidon_sigchld (intsigno )
...{
pid_t pid;intstatus;while( ( pid=waitpid(-1,&status, WNOHANG ) )>0)
...{/*演示用,不推荐在信号句柄中使用fprintf()*/fprintf( stderr,"child terminated", ( unsignedint)pid );
}return;
}/**//*end of on_sigchld*/... ...
signal( SIGCHLD, on_sigchld );
当然,不建议使用signal(),应该使用sigaction()。[1]
解释二:[3]
僵尸进程中保存着很多对程序员和系统管理员非常重要的信息,首先,这个进程是怎么死亡的?是正常退出呢,还是出现了错误,还是被其它进程强迫退出的?其次,这个进程占用的总系统CPU时间和总用户CPU时间分别是多少?发生页错误的数目和收到信号的数目。这些信息都被存储在僵尸进程中,试想如果没有僵尸进程,进程一退出,所有与之相关的信息都立刻归于无形,而此时程序员或系统管理员需要用到,就只好干瞪眼了。
那么,我们如何收集这些信息,并终结这些僵尸进程呢?就要靠waitpid调用和wait调用。这两者的作用都是收集僵尸进程留下的信息,同时使这个进程彻底消失。
wait
pid_t wait(int *status)
1)进程一旦调用了wait,就立即阻塞自己,由wait自动分析是否当前进程的某个子进程已经退出,如果让它找到了这样一个已经变成僵尸的子进程,wait就会收集这个子进程的信息,并把它彻底销毁后返回;如果没有找到这样一个子进程,wait就会一直阻塞在这里,直到有一个出现为止。
参数status用来保存被收集进程退出时的一些状态,它是一个指向int类型的指针。但如果我们对这个子进程是如何死掉的毫不在意,只想把这个僵尸进程消灭掉,(事实上绝大多数情况下,我们都会这样想),我们就可以设定这个参数为NULL,就象下面这样:
pid = wait(NULL);
如果成功,wait会返回被收集的子进程的进程ID,如果调用进程没有子进程,调用就会失败,此时wait返回-1,同时errno被置为ECHILD。
参数status
如果参数status的值不是NULL,wait就会把子进程退出时的状态取出并存入其中,这是一个整数值(int),指出了子进程是正常退出还是被非正常结束的(一个进程也可以被其他进程用信号结束),以及正常结束时的返回值,或被哪一个信号结束的等信息。由于这些信息被存放在一个整数的不同二进制位中,所以用常规的方法读取会非常麻烦,人们就设计了一套专门的宏(macro)来完成这项工作,下面我们来学习一下其中最常用的两个:
● WIFEXITED(status)
这个宏用来指出子进程是否为正常退出的,如果是,它会返回一个非零值。
(请注意,虽然名字一样,这里的参数status并不同于wait唯一的参数--指向整数的指针status,而是那个指针所指向的整数,切记不要搞混了。)
● WEXITSTATUS(status)
当WIFEXITED返回非零值时,我们可以用这个宏来提取子进程的返回值,如果子进程调用exit(5)退出,WEXITSTATUS (status)就会返回5;如果子进程调用exit(7),WEXITSTATUS(status)就会返回7。请注意,如果进程不是正常退出的,也就是说,WIFEXITED返回0,这个值就毫无意义。
有兴趣的读者可以自己参阅Linux man pages去了解它们的用法。
2)进程同步
有时候,父进程要求子进程的运算结果进行下一步的运算,或者子进程的功能是为父进程提供了下一步执行的先决条件(如:子进程建立文件,而父进程写入数据),此时父进程就必须在某一个位置停下来,等待子进程运行结束,而如果父进程不等待而直接执行下去的话,可以想见,会出现极大的混乱。这种情况称为进程之间的同步,更准确地说,这是进程同步的一种特例。进程同步就是要协调好2个以上的进程,使之以安排好地次序依次执行。
#include
#include
main()
{
pid_t pc, pr;intstatus;
pc=fork();if(pc<0)
printf("Error occured on forking.n");elseif(pc==0){/*子进程的工作*/exit(0);
}else{/*父进程的工作*/pr=wait(&status);/*利用子进程的结果*/}
}
waitpid
pid_t waitpid(pid_t pid,int *status,int options)
从本质上讲,系统调用waitpid和wait的作用是完全相同的,但waitpid多出了两个可由用户控制的参数pid和options,从而为我们编程提供了另一种更灵活的方式。下面我们就来详细介绍一下这两个参数:
● pid
从参数的名字pid和类型pid_t中就可以看出,这里需要的是一个进程ID。但当pid取不同的值时,在这里有不同的意义。
pid>0时,只等待进程ID等于pid的子进程,不管其它已经有多少子进程运行结束退出了,只要指定的子进程还没有结束,waitpid就会一直等下去。
pid=-1时,等待任何一个子进程退出,没有任何限制,此时waitpid和wait的作用一模一样。
pid=0时,等待同一个进程组中的任何子进程,如果子进程已经加入了别的进程组,waitpid不会对它做任何理睬。
pid时,等待一个指定进程组中的任何子进程,这个进程组的ID等于pid的绝对值。
● options
options提供了一些额外的选项来控制waitpid,目前在Linux中只支持WNOHANG和WUNTRACED两个选项,这是两个常数,可以用"|"运算符把它们连接起来使用,比如:
ret=waitpid(-1,NULL,WNOHANG | WUNTRACED);
如果我们不想使用它们,也可以把options设为0,如:
ret=waitpid(-1,NULL,0);
如果使用了WNOHANG参数调用waitpid,即使没有子进程退出,它也会立即返回,不会像wait那样永远等下去。
而WUNTRACED参数,由于涉及到一些跟踪调试方面的知识,加之极少用到,有兴趣的读者可以自行查阅相关材料。
可以看出,wait不就是经过包装的waitpid。察看/include/unistd.h文件349-352行就会发现以下程序段:
static inline pid_t wait(int * wait_stat)
{
return waitpid(-1,wait_stat,0);
}
返回值和错误
waitpid的返回值比wait稍微复杂一些,一共有3种情况:
● 当正常返回的时候,waitpid返回收集到的子进程的进程ID;
● 如果设置了选项WNOHANG,而调用中waitpid发现没有已退出的子进程可收集,则返回0;
● 如果调用中出错,则返回-1,这时errno会被设置成相应的值以指示错误所在;
当pid所指示的子进程不存在,或此进程存在,但不是调用进程的子进程,waitpid就会出错返回,这时errno被设置为ECHILD;
/*waitpid.c*/#include
#include
#include
main()
{
pid_t pc, pr;
pc=fork();if(pc<0)/*如果fork出错*/printf("Error occured on forking.n");elseif(pc==0){/*如果是子进程*/sleep(10);/*睡眠10秒*/exit(0);
}/*如果是父进程*/do{
pr=waitpid(pc, NULL, WNOHANG);/*使用了WNOHANG参数,waitpid不会在这里等待*/if(pr==0){/*如果没有收集到子进程*/printf("No child exitedn");
sleep(1);
}
}while(pr==0);/*没有收集到子进程,就回去继续尝试*/if(pr==pc)
printf("successfully get child %dn", pr);elseprintf("some error occuredn");
}
更详细参见[3]。
Linux中的进程基本状态:
1、执行(R)状态:CPU正在执行,即进程正在占用CPU。
2、就绪(W)状态:进程已经具备的执行的一切条件,正在等待分配CPU的处理时间片。
3、停止(S)状态:进程不能使用CPU。
三个函数:
fork();功能:创建一个新的进程。(fork()<0[出错]、fork()==0[子进程]、fork()>0[父进程]
wait();功能:真正结束进程(收尸)。
exec();功能:执行外部程序。[4]
参考: