系统级程序设计-3进程管理

ork：子进程复制父进程的堆栈段和数据段,子进程一旦开始运行，它继承了父进程的一切数据，但实际上数据却已经分开，相互之间不再影响
exec：一个进程调用exec类函数，它本身就"死亡"了，系统把代码段替换成新的程序代码，废弃原有数据段和堆栈段，并为新程序分配新数据段与堆栈段

wait()函数：
功能：调用wait()函数的进程会被挂起， 进入阻塞状态，直到wait()捕捉到僵尸子进程并回收该子进程的资源，若没有僵尸子进程，wait()函数则会让进程一直处于阻塞状态。
若当前由多个进程， 只需要捕捉到一个僵尸子进程， wait()函数就会返回并是进程恢复执行。

若子进程是其父进程的先决进程，调用wait()进程使进程同步。

#include 
#include 
#include 
#include 
int main()
{
    pid_t tempPid, tempW;
    tempPid = fork();
    if (tempPid == -1){         //error
        perror("fork error.n");
        exit(1);
    }
    else if(tempPid == 0){          //child process
        sleep(3);
        printf("this is child process, pid = %d, ppid = %dn", getpid(), getppid());

    }
    else{                       //parent process
        tempW = wait(NULL);         // wait() returns child process's pid
        printf("Create a child process, pid = %d, ppid = %dn", tempW, getppid());
    }
    printf("finish!!n");
    return 0;
}

提示：这里可以添加要学的内容

例如：

1. 搭建 Java 开发环境
2. 掌握 Java 基本语法
3. 掌握条件语句
4. 掌握循环语句

wait()进程具有一定的局限性：若当前由多个子进程，那么该函数无法确保作为先决条件的子进程在父进程之前执行。需要使用waitpid() 来解决这一问题。

waitpid()
功能：waitpid()可以等待指定的子进程，也可以在父进程不阻塞的情况下获取子进程的状态。

waitpid()等待指定子进程

#include 
#include 
#include 
#include 

int main()
{   pid_t tempPid, tempW, tempP;
    tempPid = fork();
    if(tempPid == -1){
        perror("fork1 error.n");
        exit(1);
    }
    else if(tempPid == 0){
        sleep(5);       // 该进程睡眠5秒
        printf("Create the first child process, pid = %d, ppid = %dn", getpid(), getppid());
    }

    else{   
        tempP = tempPid;   // tempP 存放 第一个子进程的pid
        int i;
    
        for (i = 0; i<3; i++){   // 创建三个新的子进程
            if((tempPid = fork()) == 0){
                break;
            }
        }
        if(tempPid == -1){
            perror("fork errorn");
            exit(2);
        }
        else if(tempPid == 0){
            printf("child process, pid = %dn", getpid());
            exit(0);
        }
        else{
            tempW = waitpid(tempP, NULL, 0); // pid参数赋值为 第一个子进程的pid, 指定收集该进程
            if(tempW == tempP){  // 若收集成功，则waitpid()返回值为被回收进程的pid
                printf("Catch a child process:pid = %dn", tempW);

            }
            else{
                printf("wait error.n");
            }
        }

    }
    return 0;
}

僵尸进程不能再次被运行，会占用一定的内存空间，并占据进程编号，当僵尸进程较多时，将会消耗系统内存，新进程可能因内存不足或无法获取pid而无法创建；
父进程通过wait()和waitpid()函数可以有效防止僵尸进程的产生，对于已存在的僵尸进程，则可通过杀死其父进程的方法解决；
当僵尸进程的父进程被终止后，僵尸进程将作为孤儿进程被init进程接收，init进程会不断调用wait()函数获取子进程状态，对已处于僵尸态的进程进行处理；
孤儿进程永远不会成为僵尸进程。