【操作系统】孤儿/僵尸/守护进程

孤儿/僵尸/守护进程

• 孤儿进程和僵尸进程以及守护进程都是对调用fork()函数后子进程的描述。

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进程所收养，并由init进程对它们完成状态收集工作。

我们可以通过kill掉父进程来模仿一个孤儿进程。

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(这个子进程)称之为僵尸进程。

僵尸进程如何产生?

当一个进程调用exit命令结束自己的声明周期时，其实它并没有真正的被销毁，而是留下一个称为僵尸进程的数据结构。 系统调用exit，它的作用是使进程退出，但也仅限于将一个正常的进程变成僵尸进程，并不能将其完全销毁。

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的内存空间，没有任何可执行代码，也不能被调度，仅仅在一个进程列表中保留了一个位置，记载该进程的退出状态等信息供其它进程收集。 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，如果它的父进程没有安装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进程会自动接手这个子进程，为它收尸，它还是能被清除的，但是如果父进程是一个死循环，无法结束，那么子进程就是一直保持僵尸状态，这就是有时候系统会有很多的僵尸进程。

僵尸进程在系统中的标识

在ubuntu中,利用ps命令，发现标记有的进程就是僵尸进程。

如何清除僵尸进程?

改写父进程，为子进程收尸。具体做法是接收SIGCHLD信号，子进程死后会发送SIGCHLD信号给父进程，父进程收到此信号后，执行waitpid()函数为其(子进程)进行收尸。 就算父进程没有调用wait,内核也会向它发送SIGCHLD消息，默认处理为忽略，我们可以设置一个函数来对其进行处理。 如果把这个子进程(僵尸进程)的父进程杀掉，僵尸进程会变为孤儿进程，由init进程进行管理，init负责进行清理僵尸进程。

守护进程

守护进程是不与任何终端关联的进程，通常情况下守护进程在系统时就在运行，它们以root用户或其他特殊用户(apache和postfix)运行，并能处理一些系统级的任务。(可以理解为，我们打开一个终端，然后在终端上进行shell指令的输入，如果终端被关闭，择我们输入执行的程序中断，守护进程可以理解为，类似于添加nohup命令来执行程序，即后台运行。) 守护进程脱离于终端，是为了避免进程在执行过程中的信息在任何终端上显示，并且进程也不会被任何终端所产生的信息所打断(比如关闭终端等)。 守护进程就类似于一个后台进程。

如何成为一个守护进程?

1. 调用fork()函数，创建子进程，它会是将来的守护进程。
2. 在父进程中调用exit，保证子进程不是进程组长。
3. 调用setsid()函数创建新的会话区。
4. 将当前目录改成根目录(如果把当前目录作为守护进程的目录，当前目录就不能被卸载,因为它作为守护进程的工作目录)。
   • 补充:
   • 守护进程一般是一直执行到系统关机，在它运行过程中，它所在的目录就不能卸载（unmounted）。通过将它的工作目录转移到根目录，原来来的目录就允许卸载了。也不一定要根目录（这种情况，运行需要超级权限），可以选择一个不需要卸载的路径。——守护进程（Daemon）
   • 进程在哪个路径下被运行起来哪个路径就是进程的工作目录(Current Woring Directory, CWD)。——查看进程的工作目录
   • 目前个人把卸载目录理解为，断开目录与进程间的关系。
5. 将标准输入，标准输出，标准错误重定向到/dev/null。

如何创建一个守护进程?

如下面的daemon函数。

#include <fcntl.h>
#include <unistd.h>

int daemon(int nochdir, int noclose)
{
    int fd;

    switch (fork()) {
    case -1:
        return (-1);
    case 0:
        break;
    default:
        _exit(0);
    }

    if (setsid() == -1)
        return (-1);

    if (!nochdir)
        (void)chdir("/");

    if (!noclose && (fd = open("/dev/null", O_RDWR, 0)) != -1) {
        (void)dup2(fd, STDIN_FILENO);
        (void)dup2(fd, STDOUT_FILENO);
        (void)dup2(fd, STDERR_FILENO);
        if (fd > 2)
            (void)close (fd);
    }
    return (0);
}

补充：

• 关于dup2（）函数
• setsid的作用
• linux --chdir() 改变当前工作目录函数