Linux中的僵尸进程与wait函数、waitpid函数详解（附图解与代码实现）
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僵尸进程的概念及危害
wait函数
waitpid函数
通过status进行僵尸进程校验
僵尸进程的概念及危害
僵尸进程：子进程先于父进程退出，但是系统回收进程资源时，子进程PCB残留，这个进程为僵尸进程
危害：1.PCB残留导致内存泄露
2.由于PCB创建的数量是固定的，一个僵尸进程会占用一个PCB，从而影响新进程的创建
为什么PCB会有残留呢？
我们假设张三的孩子张思睿出了车祸，医院没救过来，结果医院直接一把火给尸体烧了，你说这合理吗？这显然不合理，只有父母有权来决定自己的孩子尸体怎么处理，父母可以通过别的方式来知道自己的孩子是怎么死的，同理，父进程可以通过查看子进程残留的PCB来知道子进程是怎么结束的，这也就是子进程残留PCB的原因
怎么解决僵尸进程这一问题呢？
这里就要用到wait函数和waitpid函数，僵尸进程产生后，只有父进程可以进行回收处理
父进程回收子进程的PCB，可以处理内存泄露，还可以对子进程的退出原因进行校验，通过PCB校验，掌握子进程的退出原因
wait函数
功能：父进程可以调用该函数来清除僵尸进程
pid_t zpid = wait(int* status);//僵尸的英文是zombie，所以这个地方变量名设置为zpid
这是经典的阻塞回收函数，如果有子进程存在，那么就一直阻塞等待子进程死亡，然后回收
头文件 #include<sys/wait.h>
status（输出参数）就是状态，父进程可以通过status来知晓子进程退出的原因，并回收释放PCB
如果传入的是NULL，就只回收释放PCB，不传出子进程退出原因
返回值:
成功就返回僵尸进程的pid（>0），失败就返回-1（没有子进程）
以下是wait函数清除僵尸进程的代码实现
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<sys/wait.h>//wait函数的头文件int main(void)
{pid_t pid;pid = fork();if (pid > 0){pid_t zpid;printf("parent %d running\n...\n", getpid());if ((zpid = wait(NULL)) > 0)//成功的话wait函数的返回值大于0//回收成功，返回僵尸进程的zpid，NULL-->不返回子进程退出原因{printf("parent wait success zombie pid %d\n", getpid());}while (1){sleep(1);}}else if (pid == 0){printf("Child %d Running\n...\n", getpid());sleep(10);exit(0);//这个地方，子进程退出，PCB残留，产生僵尸进程，进入判断if ((zpid = wait(NULL)) > 0)}else{printf("fork call failed\n");exit(0);}return 0;
}waitpid函数
pid_t zpid = waitpid(pid_t pid , int* status , int opt);
支持非阻塞回收，如果当前子进程无法回收则返回
头文件：#include<sys/wait.h>
Pram:
pid 回收方式 -1 回收任意子进程 >0 指定一个子进程的pid，然后回收该子进程
0 可以回收与调用进程（父进程）同组的所有子进程（同组回收）
< -1 可以回收与调用进程（父进程）同组的所有子进程（同组回收）
Status 校验子进程的退出原因，传入NULL则不校验
Opt 设置waitpid的工作模式，传入参数WNOHANG，则将waitpid改为非阻塞工作模式
返回值：
回收成功返回僵尸进程的zpid
回收失败返回 -1（表示没有子进程）
非阻塞返回0（表示当前子进程不可回收，立即返回）
以下是waitpid函数清除僵尸进程的代码实现
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<sys/wait.h>int main(void)
{pid_t pid;pid = fork();if (pid > 0){pid_t zpid;while ((zpid = waitpid(-1, NULL, WNOHANG)) != -1)//因为我们传入了WNOHANG，waitpid函数现在为非阻塞模式//那么就有两种情况，返回值>0 和 ==0 两种情况{if (zpid > 0){printf("parent wait success , zpid = %d\n", zpid);}else if (zpid == 0){printf("Parent Running...\n");sleep(1);}}}else if (pid == 0)//到了子进程，子进程进入该判断{sleep(10);exit(0);}return 0;
}wait函数和waitpid函数的区别
相比于阻塞回收，非阻塞回收更灵活，可以释放父进程让其执行其他的任务
通过status进行僵尸进程校验
前面只是说了父进程怎么回收僵尸进程，而没有考虑查询子进程退出变成僵尸进程的原因
那么接下来我们说一下通过status进行僵尸进程的校验的过程，先看下下面这张图
校验过程：
1.父进程调用wait/waitpid函数，其中的参数status得到了子进程的退出原因2.进入两个判断，分别是子进程正常退出和子进程异常退出的两个判断
注意，这两个判断不是if--else的关系，而是要用两个if判断
3.如果子进程为正常退出，比如像return 0; exit(0); exit(8)这样退出即为正常退出，那么WIFEXITED(status)的返回值为true，可以通过调用WEXITSTATUS(status)来获取子进程的退出码
4.如果子进程为异常退出，比如像因为硬件访问错误这样退出即为异常退出，那么WIFSIGNALED(status)的返回值为true，可以通过调用WTERMSIG(status)获取杀死子进程的信号编号
以下是通过status进行僵尸进程校验的过程的代码实现
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>
#include<sys/wait.h>int main(void)
{pid_t pid;int i;for (i = 0; i < 2; i++)//循环创建了两个子进程{pid = fork();if (pid == 0){break;}}if (pid > 0){int status;printf("Parent pid %d\n Wait..\n", getpid());pid_t zpid;while ((zpid = wait(&status)) > 0)//子进程退出校验{if (WIFEXITED(status)){printf("Parent Wait Success , Zombie pid %d exit error Print ExitCode %d\n", zpid, WEXITSTATUS(status));}if (WIFSIGNALED(status)){printf("Parent Wait Success , Zombie pid %d exit error Signal No %d\n", zpid, WTERMSIG(status));}}}else if (pid == 0){if (i == 0){printf("First child pid %d Exit...\n", getpid());exit(7);}else if (i == 1){while (1){printf("Child pid %d while(1) sleep..\n", getpid());sleep(1);}}}else{perror("fork call failure\n");exit(0);}return 0;
}今天的学习记录到此结束啦，咱们下篇文章见，ByeBye！
