fork和殭屍程序
阿新 • • 發佈：2019-06-29
1. 關於fork
fork()函式：
用於建立一個程序，所建立的程序複製父程序的程式碼段/資料段/BSS段/堆/棧等所有使用者空間資訊；在核心中作業系統重新為其申請了一個PCB，並使用父程序的PCB進行初始化；
#include <iostream>
#include <unistd.h>
using namespace std;
int val = 10;
int main(int argc, char *argv[])
{
pid_t pid;
int lval = 20;
pid = fork();
if(pid == 0){
val += 2;
lval += 5;
}else{
val -= 2;
lval += 5;
}
if(pid == 0){
cout << "val:" << val << ", lval = " << lval << endl;
}else{
cout << "val:" << val << ", lval = " << lval << endl;
}
return 0;
}對於父程序而言，fork()函式返回子程序的ID（子程序的PID）；而對於子程序而言，fork函式返回0。
殭屍程序
父程序建立子程序後，子程序執行到終止時刻（例如，呼叫exit()函式，或者執行到main中的return語句時，都會將返回的值傳遞給 作業系統），此時如果父程序還在執行，子程序並不會立即被銷燬，直到這些值傳到了產生該子程序的父程序。也就是說，如果父程序沒有主動要求獲得子程序的結束狀態值，作業系統就會一直儲存該程序的相關資訊，並讓子程序長時間處於殭屍狀態，例如下面程式：
int main(){
pid_t pid = fork();
if(pid == 0){
cout << "I am a Child Process." <<endl;
}else{
cout << "I am a Father Process and Child Process is " << pid << endl;
sleep(30); //讓父程序休眠30秒，此時便於觀察子程序的狀態
}
if(pid == 0){
cout << " Child Process exits " << endl;
}else{
cout << "Father Process exits " << endl;
}
return 0;
}此時，執行該程式，檢視後臺程序可知（test16是該測試程式的名稱，defunct表示殭屍程序）：
gqx@gqx-Lenovo-Product:~$ ps -au USER PID %CPU %MEM VSZ RSS TTY STAT START TIME COMMAND root 923 0.6 0.9 480840 159824 tty7 Ssl+ 4月09 36:07 /usr/lib/xorg/ root 1351 0.0 0.0 17676 1768 tty1 Ss+ 4月09 0:00 /sbin/agetty - ... gqx 24856 0.0 0.0 0 0 pts/11 Z+ 11:03 0:00 [tes16] <defunct> gqx 24859 0.0 0.0 39104 3300 pts/3 R+ 11:03 0:00 ps -au
殭屍程序的消除
方法一：呼叫wait()函式：
/* Wait for a child to die. When one does, put its status in *STAT_LOC and return its process ID. For errors, return (pid_t) -1. This function is a cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern __pid_t wait (__WAIT_STATUS __stat_loc);
成功返回終止的程序ID，失敗返回-1；子程序的最終返回值將指向該函式引數所指向的記憶體空間，但函式所指向的記憶體單元總還含有其他的資訊，需要使用巨集進行分離。
# define WIFEXITED(status) __WIFEXITED (__WAIT_INT (status)) //子程序正常終止返回"true" # define WEXITSTATUS(status) __WEXITSTATUS (__WAIT_INT (status)) //返回子程序的返回值
要注意的是：如果沒有已終止的子程序，那麼程式將被阻塞，直到有子程序終止。
方法二：呼叫waitpid()函式
/* Wait for a child matching PID to die. If PID is greater than 0, match any process whose process ID is PID. If PID is (pid_t) -1, match any process. If PID is (pid_t) 0, match any process with the same process group as the current process. If PID is less than -1, match any process whose process group is the absolute value of PID. If the WNOHANG bit is set in OPTIONS, and that child is not already dead, return (pid_t) 0. If successful, return PID and store the dead child's status in STAT_LOC. Return (pid_t) -1 for errors. If the WUNTRACED bit is set in OPTIONS, return status for stopped children; otherwise don't. This function is a cancellation point and therefore not marked with __THROW. */ extern __pid_t waitpid (__pid_t __pid, int *__stat_loc, int __options);
第一個引數：如果__pid的值是-1，則與wait()函式相同，可以等待任意的子程式終止；如果是0，則等待程序組識別碼與目前程序相同的任何子程序；如果pid>0，則等待任何子程序識別碼為 pid 的子程序。
第二個引數：與前一個函式wait()的引數意義相同。
第三個引數：常用WNOHANG——若pid指定的子程序沒有結束，則waitpid()函式返回0，不予以等待。若結束，則返回該子程序的ID。
示例程式如下：
#include <iostream>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>
using namespace std;
void read_childproc(int sig){
int status;
pid_t id = waitpid(-1, &status, WNOHANG);
if(WIFEXITED(status)){
printf("Remove proc id: %d \n", id);
printf("Child send: %d \n", WEXITSTATUS(status));
}
}
int main(){
pid_t pid;
struct sigaction act;
act.sa_handler = read_childproc;
sigemptyset(&act.sa_mask);
act.sa_flags = 0;
sigaction(SIGCHLD, &act, 0);
pid = fork();
if(pid == 0){
puts("Hi, I am a child process!");
sleep(6);
return 12;
}else{
printf("Child proc id: %d \n", pid);
pid = fork();
if(pid == 0){
puts("Hi, I am a child process!");
sleep(13);
exit(24);
}else{
int i;
printf("Child proc id: %d \n", pid);
for(i = 0; i < 4; i++){
puts("wait...");
sleep(5);
}
}
}
return 0;
}