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：

    

#include <stdio.h>   

#include <stdlib.h>   

#include <signal.h>   

#include <unistd.h>   

    

int main() {   

    //子进程的pid   

    int c_pid;   

    int pid;   

    

    if ((pid = fork())) {   

        //父进程   

        c_pid = pid;   

        printf("The child process is %d\n", c_pid);   

        sleep(5);   

        exit(0);   

    } else {   

        //子进程   

        printf("I 'm a child.\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] view
plaincopyprint?

#include <stdio.h>   

#include <stdlib.h>   

#include <signal.h>   

#include <unistd.h>   

#include <sys/wait.h>   

    

int main() {   

    //子进程的pid   

    int c_pid;   

    int pid;   

    

    if ((pid = fork())) {   

        //父进程   

        c_pid = pid;   

        printf("The child process is %d\n", c_pid);   

        //阻塞等待子进程   

        int status;   

        if ((pid = wait(&status)) != -1 && pid == c_pid) {   

            //成功回收子进程   

            printf("The child exit with %d\n", WEXITSTATUS(status));   

            fflush(stdin);   

        } else {   

            printf("wait() fail.\n");   

        }   

        printf("Now , The child has been exit , and I will sleep.\n");   

        sleep(20);   

        exit(0);   

    } else {   

        //子进程   

        printf("I 'm a child.\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？

man wait,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] view
plaincopyprint?

signal(SIGCHLD,handler);   

void handler(int num)   

{   

    //我接受到了SIGCHLD的信号啦   

    int status;   

    int pid = waitpid(-1,&status,WNOHANG);   

    if(WIFEXITED(status))   

    {   

        printf("The child exit with code %d",WEXITSTATUS(status));   

    }   

}  

OK，全部代码如下，注意父进程不要再用wait阻塞啦！

[cpp] view
plaincopyprint?

#include <stdio.h>   

#include <stdlib.h>   

#include <signal.h>   

#include <unistd.h>   

#include <sys/wait.h>   

    

void handler(int num) {   

    //我接受到了SIGCHLD的信号啦   

    int status;   

    int pid = waitpid(-1, &status, WNOHANG);   

    if (WIFEXITED(status)) {   

        printf("The child %d exit with code %d\n", pid, WEXITSTATUS(status));   

    }   

}   

    

int main() {   

    //子进程的pid   

    int c_pid;   

    int pid;   

    

    signal(SIGCHLD, handler);   

    

    if ((pid = fork())) {   

        //父进程   

        c_pid = pid;   

        printf("The child process is %d\n", c_pid);   

    

        //父进程不用等待，做自己的事情吧～   

        for (int i = 0; i < 10; i++) {   

            printf("Do parent things.\n");   

            sleep(1);   

        }   

    

        exit(0);   

    } else {   

        //子进程   

        printf("I 'm a child.\n");   

        sleep(2);   

        exit(0);   

    }   

}