多进程wait

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1、概念

1、孤儿进程：一个父进程退出，而它的一个或多个子进程还在运行，那么那些子进程将成为孤儿进程。孤儿进程将被init进程(进程号为1)所收养，从而保证每个进程都会有一个父进程。而Init进程会自动wait其子进程，因此被Init接管的所有进程都不会变成僵尸进程。

       补充：孤儿进程是没有父进程的进程，孤儿进程这个重任就落到了init进程身上。每当出现一个孤儿进程的时候，内核就把孤儿进程的父进程设置为init，而init进程会循环地wait()它的已经退出的子进程。这样，当一个孤儿进程结束了其生命周期的时候，init进程就会处理它的一切善后工作。因此孤儿进程并不会有什么危害。

2、僵尸进程：一个进程使用fork创建子进程，如果子进程退出，而父进程并没有调用wait或waitpid获取子进程的状态信息，那么子进程的进程描述符仍然保存在系统中，这种进程称之为僵尸进程。当用ps命令观察进程的执行状态时，看到这些进程的状态栏为defunct。僵尸进程是一个早已死亡的进程，但在进程表（processs table）中仍占了一个位置（slot）。

        补充（内核）：一个进程终止后，内核会释放终止进程(调用了exit系统调用)所使用的所有存储区，关闭所有打开的文件等。但内核为每一个终止子进程保存了一定量的信息，设置僵死状态来维护子进程的信息，以便父进程在以后某个时候获取，这些信息至少包括进程ID，进程的终止状态，以及该进程使用的CPU时间，所以当终止子进程的父进程调用wait或waitpid时就可以得到这些信息。任何一个子进程(init除外)在exit后并非马上就消失，而是留下一个称外僵尸进程的数据结构，等待父进程处理。这是每个子进程都必需经历的阶段。另外子进程退出的时候会向其父进程发送一个SIGCHLD信号。

        严格来说，僵尸进程并不是问题的根源，罪魁祸首是产生出大量僵尸进程的那个父进程。因此，把产生大量僵尸进程的那个父进程kill掉（通过kill发送SIGTERM或者SIGKILL信号）之后，它产生的僵死进程就变成了孤儿进程，这些孤儿进程会被init进程接管，init进程会wait()这些孤儿进程，释放它们占用的系统进程表中的资源。

2、如何避免僵尸进程？

1、通过signal(SIGCHLD, SIG_IGN)通知内核对子进程的结束不关心，由内核回收。如果不想让父进程挂起，可以在父进程中加入一条语句：signal(SIGCHLD,SIG_IGN);表示父进程忽略SIGCHLD信号，该信号是子进程退出的时候向父进程发送的。

2、父进程调用wait/waitpid等函数等待子进程结束，如果尚无子进程退出wait会导致父进程阻塞。waitpid可以通过传递WNOHANG使父进程不阻塞立即返回。

3、如果父进程很忙可以用signal注册信号处理函数，在信号处理函数调用wait/waitpid等待子进程退出。

4、通过两次调用fork。父进程首先调用fork创建一个子进程然后waitpid等待子进程退出，子进程再fork一个孙进程后退出。这样子进程退出后会被父进程等待回收，而对于孙子进程其父进程已经退出所以孙进程成为一个孤儿进程，孤儿进程由init进程接管，孙进程结束后，init会等待回收。

       第一种方法忽略SIGCHLD信号，这常用于并发服务器的一个技巧，因为并发服务器常常fork很多子进程，子进程终结之后需要服务器进程去wait清理资源。如果将此信号的处理方式设为忽略，可让内核把僵尸子进程转交给init进程去处理，省去了大量僵尸进程占用系统资源。

3、实验 

以下实验了多种情况，用于理解父进程wait多个子进程

#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
int main()
{
    pid_t pid;
    if(fork() == 0)
    {
        printf("1--This is the child process. pid =%d\n", getpid());
        sleep(3);
        printf("%d exit\n", getpid());
        exit(0);
    }
    if(fork() == 0)
    {
        printf("2--This is the child process. pid =%d\n", getpid());
        sleep(10);
        printf("%d exit\n", getpid());
        exit(0);
    }
    if(fork() == 0)
    {
        printf("3--This is the child process. pid =%d\n", getpid());
        sleep(17);
        printf("%d exit\n", getpid());
        exit(0);
    }
    // while(1)
    // {
    //     pid = wait(NULL);
    //     printf("parent:%d,return of wait:%d\n", getpid(), pid);
    //     if(pid == -1)
    //     {
    //         break;
    //     }
    // }
    //循环wait每一个子进程输出，最后返回值是-1表示没有子进程了，该父进程也退出


    //while(wait(NULL) != -1);
    //wait最后一个子进程退出后，该父进程退出


    //printf("parent:%d,return of wait:%d\n", getpid(), wait(NULL));
    //wait第一个返回的进程后，该父进程就返回,其他未返回进程变孤儿进程，由init进程接管
 

    // while(wait(NULL) != -1)
    // {
    //     printf("parent:%d,return of wait:%d\n", getpid(), wait(NULL));
    // }
    //while里wait第一个退出的子进程，printf里wait第二个子进程输出，while再wait第三个子进程，最后printf里是-1，表明已经没有子进程，父进程退出

    signal(SIGCHLD,SIG_IGN);//忽略子进程exit，内核直接转交init处理defunct,这样就算父进程没退出也不会有僵尸进程
    sleep(20);//父进程没有wait任何子进程，没有设置SIG_IGN，且还在运行中时子进程就退出了，此时所有子进程变僵尸进程，直到父进程退出后，子进程被init进程接管处理
    printf("exit\n");
    return 0;
}

总结：

调用一个wait，则第一个子进程返回后该父进程也返回，那其他子进程还在运行，为何没有变成僵尸进程，而是直接由init接管

-----父进程返回了，所以其他子进程变孤儿进程，直接由init接管，所以ps –ef | grep defunct没有僵尸进程

如果父进程fork多个子进程，子进程退出后，该父进程还在运行中，但没wait任何子进程，则此时的子进程会变僵尸进程，直到父进程结束，然后由init进程接管

-----父进程不wait阻塞，而且在子进程结束后还在运行。此时为了不产生僵尸进程，可以在父进程中设置signal(SIGCHLD,SIG_IGN); 使得父进程忽略子进程退出，把子进程直接交由init接管

概念参考：

https://www.cnblogs.com/wuchanming/p/4020463.html

https://www.cnblogs.com/Anker/p/3271773.html 

多进程wait

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原文地址：https://www.cnblogs.com/beixiaobei/p/9064815.html