二十三、Linux 进程与信号---进程链和进程扇、守护进程和孤儿进程以及僵尸进程

23.1 进程链和进程扇

23.1.1 概念

　　进程链：一个父进程构建出一个子进程，子进程再构建出子子进程，子子进程构建出子子子进程。。。。 这种就为进程链

　　进程扇：一个父进程构建出多个子进程，子进程都是由同一个父进程构建出来

　　

23.1.2 进程链的构建

　　process_link.c

/* 创建5个进程（包括父进程） */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    int counter = 0;

    if(argc < 2) {
        counter = 2;
    } else {
        counter = atoi(argv[1]);
    }

    int i = 1;
    pid_t pid;

    //循环变量从1开始，要减去父进程，即创建4个子进程
    //需要保证父进程要跳出循环，子进程去创建子子进程
    for(; i < counter; i++) {
        pid = fork();
        if(pid < 0) {
            perror("fork error");
            exit(1);
        } else if(pid > 0) {
            break;    //父进程退出循环，子进程继续做循环
        }
    }

    printf("pid : %d, ppid: %d
", getpid(), getppid());
    while(1) {
        sleep(1);
    }

    return 0;
}

　　运行：

　　

　　执行 ps -ef | grep process_link 查看进程：

　　

　　注意 8468 进程编号并不是 process_link 进程，它为 shell 的进程，运行的 process_link 的进程的父进程就是shell终端

23.1.3 进程扇的构建

/* 创建5个进程（包括父进程） */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    int counter = 0;

    if(argc < 2) {
        counter = 2;
    } else {
        counter = atoi(argv[1]);
    }

    int i = 1;
    pid_t pid;

    //循环变量从1开始，要减去父进程，即创建4个子进程
    //需要保证父进程要跳出循环，子进程去创建子子进程
    for(; i < counter; i++) {
        pid = fork();
        if(pid < 0) {
            perror("fork error");
            exit(1);
        } else if(pid == 0) {
            break;    //子进程退出循环，父进程继续做循环
        }
    }

    printf("pid : %d, ppid: %d
", getpid(), getppid());
    while(1) {
        sleep(1);
    }

    return 0;
}

　　编译运行如下，

　　

　　子进程对应的父进程都为 113892

23.2 守护进程和孤儿进程

　　进程在操作系统中根据功能分为各种各样的进程。

23.2.1 守护进程

• 守护进程（daemon）是生存期长的一种进程。它们常常在系统引导装入时启动，在系统关闭时终止。
• 所有守护进程都以超级用户（用户 ID 为0）的优先权运行
• 守护进程没有控制终端
• 守护进程的父进程都是 init 进程

23.2.2 孤儿进程

• 父进程结束，子进程就成为孤儿进程，会由 1 号进程（init 进程）领养

　　process_orphen.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main(void)
{
    pid_t pid;

    pid = fork();
    if(pid < 0) {
        perror("fork error");
        exit(1);
    } else if(pid > 0) {
        printf("%d deaded
", getpid());
        exit(0);
    } else {
        sleep(4);
        printf("pid : %d, ppid : %d
", getpid(), getppid());
    }

    return 0;
}

　　编译运行：

　　

　　这里由些奇怪的地方是孤儿进程被进程 2323领养，查看下这个进程：

　　

　　这个进程的作用是：用于linux开机自动启动某些后台服务，同时还承担监控这些服务运行状态的功能。

　　这个进程代替了 1 号进程的一些特性，如果作死想试下关闭掉这个进程，可以进入下面的链接尝试：

　　https://www.cnblogs.com/chilumanxi/p/5136102.html

23.2.3 僵尸进程

• 子进程结束，但是没有完全释放内存（在内核中的  task_struct 没有释放），该进程就成为僵尸进程。
• 当僵尸进程的父进程结束后，就会被 init 进程领养，最终被回收
• 避免僵尸进程
  • 让僵尸进程的父进程来回收，父进程每隔一段时间来查询子进程是否结束并回收，调用 wait() 或者 waitpid() ，通知内核释放僵尸进程
  • 采用信号 SIGCHLD 通知处理，并在信号处理程序中调用 wait 函数
  • 让僵尸进程成为孤儿进程，由 init 进程回收

（1）构建僵尸进程

　　process_zombie.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main(void)
{
    pid_t pid;

    pid = fork();
    if(pid < 0) {
        perror("fork error");
        exit(1);
    } else if(pid == 0) {
        printf("pid : %d, ppid: %d
", getpid(), getppid());
        exit(0); //子进程结束成为僵尸进程
    }

    while(1) {//父进程继续循环
        sleep(1);
    }

    exit(0);
}

　　编译运行：

　　

　　另开一终端，查看进程

　　114707 为父进程，为S+，即可中断运行状态

　　子进程为 114708，状态为 Z+，Z即代表是僵尸进程，或者看进程名的 defunct ，有这个名字也为僵尸进程