异步回收fork出的子进程(僵尸进程)

什么是僵尸进程
　　一个进程在调用exit命令结束自己的生命的时候，其实它并没有真正的被僵尸进程销毁，而是留下一个称为僵尸进程（Zombie）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）

僵尸进程是怎么样产生

　　在Linux进程的状态中，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，除此之外，僵尸进程不再占有任何内存空间。它需要它的父进程来为它收尸。

　　如果他的父进程没安装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，那么它就一直保持僵尸状态，如果这时父进程结束了，那么init进程自动会接手这个子进程，为它收尸，它还是能被清除的。

　　但是如果父进程是一个循环，不会结束，那么子进程就会一直保持僵尸状态，这就是为什么系统中有时会有很多的僵尸进程。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.

异步回收僵尸进程：

fork()之后,非阻塞（异步）等待子进程（回收僵尸）。

fork()之后，子进程和父进程分叉执行，僵尸进程的产生是因为父进程没有给子进程“收尸”造成的，又可以根据危害程度分为下述两类：

总体来说：当子进程结束之后，但父进程未结束之前，子进程将成为僵尸进程。

（1）当子进程结束之后，但父进程未结束之前，子进程将成为僵尸进程，父进程结束后僵尸被init进程回收。

（2）如果子进程结束了，但是父进程始终没有结束，那么这个僵尸将一直存在，而且随着exec，僵尸越来越多。

如下面的代码，在父进程执行的5s内，子进程将为僵尸：

[cpp]
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#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<signal.h> #include<unistd.h> intmain(){ //子进程的pid intc_pid; intpid; if((pid=fork())){ //父进程 c_pid=pid; printf("Thechildprocessis%d\n",c_pid); sleep(5); exit(0); }else{ //子进程 printf("I'machild.\n"); exit(0); } }
#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<signal.h> #include<unistd.h> intmain(){ //子进程的pid intc_pid; intpid; if((pid=fork())){ //父进程 c_pid=pid; printf("Thechildprocessis%d\n",c_pid); sleep(5); exit(0); }else{ //子进程 printf("I'machild.\n"); exit(0); } }

如上面的代码，在父进程的5s内，子进程一直是僵尸！

因此，需要对僵尸进程进行回收，传统的回收方法是，使用wait()函数，等待子进程，wait()是阻塞模式的，当子进程没有结束之前，wait一直等待，不往下面的语句执行。

[cpp]
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#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<signal.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/wait.h>

intmain(){
//子进程的pid
intc_pid;
intpid;

if((pid=fork())){
//父进程
c_pid=pid;
printf("Thechildprocessis%d\n",c_pid);
//阻塞等待子进程
intstatus;
if((pid=wait(&status))!=-1&&pid==c_pid){
//成功回收子进程
printf("Thechildexitwith%d\n",WEXITSTATUS(status));
fflush(stdin);
}else{
printf("wait()fail.\n");
}
printf("Now,Thechildhasbeenexit,andIwillsleep.\n");
sleep(20);
exit(0);
}else{
//子进程
printf("I'machild.\n");
sleep(5);
exit(0);
}
}

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<signal.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/wait.h>

intmain(){
//子进程的pid
intc_pid;
intpid;

if((pid=fork())){
//父进程
c_pid=pid;
printf("Thechildprocessis%d\n",c_pid);
//阻塞等待子进程
intstatus;
if((pid=wait(&status))!=-1&&pid==c_pid){
//成功回收子进程
printf("Thechildexitwith%d\n",WEXITSTATUS(status));
fflush(stdin);
}else{
printf("wait()fail.\n");
}
printf("Now,Thechildhasbeenexit,andIwillsleep.\n");
sleep(20);
exit(0);
}else{
//子进程
printf("I'machild.\n");
sleep(5);
exit(0);
}
}

如上面的代码，在子进程执行5秒后，即被回收，在夫进程的20秒内，子进程已经被结束，不再是僵尸。

但是这种利用wait()阻塞等待的方法也有一定的缺陷，那就是父进程必须等待子进程，无法做其他事情，如何非阻塞的等待子进程呢？

manwait,查看NOTES章节，可以找到：

子进程退出的时候，会发送SIGCHLD信号，默认的POSIX不响应，所以，我们只需要把处理SIGCHLD的函数自己实现就OK了，怎么作呢？

signal用于设置处理信号量的规则（或跳转到的函数）

[cpp]
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signal(SIGCHLD,handler);
voidhandler(intnum)
{
//我接受到了SIGCHLD的信号啦
intstatus;
intpid=waitpid(-1,&status,WNOHANG);
if(WIFEXITED(status))
{
printf("Thechildexitwithcode%d",WEXITSTATUS(status));
}
}

signal(SIGCHLD,handler);
voidhandler(intnum)
{
//我接受到了SIGCHLD的信号啦
intstatus;
intpid=waitpid(-1,&status,WNOHANG);
if(WIFEXITED(status))
{
printf("Thechildexitwithcode%d",WEXITSTATUS(status));
}
}

OK，全部代码如下，注意父进程不要再用wait阻塞啦！

[cpp]
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#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<signal.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/wait.h>

voidhandler(intnum){
//我接受到了SIGCHLD的信号啦
intstatus;
intpid=waitpid(-1,&status,WNOHANG);
if(WIFEXITED(status)){
printf("Thechild%dexitwithcode%d\n",pid,WEXITSTATUS(status));
}
}

intmain(){
//子进程的pid
intc_pid;
intpid;

signal(SIGCHLD,handler);

if((pid=fork())){
//父进程
c_pid=pid;
printf("Thechildprocessis%d\n",c_pid);

//父进程不用等待，做自己的事情吧～
for(inti=0;i<10;i++){
printf("Doparentthings.\n");
sleep(1);
}

exit(0);
}else{
//子进程
printf("I'machild.\n");
sleep(2);
exit(0);
}
}

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<signal.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/wait.h>

voidhandler(intnum){
//我接受到了SIGCHLD的信号啦
intstatus;
intpid=waitpid(-1,&status,WNOHANG);
if(WIFEXITED(status)){
printf("Thechild%dexitwithcode%d\n",pid,WEXITSTATUS(status));
}
}

intmain(){
//子进程的pid
intc_pid;
intpid;

signal(SIGCHLD,handler);

if((pid=fork())){
//父进程
c_pid=pid;
printf("Thechildprocessis%d\n",c_pid);

//父进程不用等待，做自己的事情吧～
for(inti=0;i<10;i++){
printf("Doparentthings.\n");
sleep(1);
}

exit(0);
}else{
//子进程
printf("I'machild.\n");
sleep(2);
exit(0);
}
}