簡 述： 這篇繼承上一篇，先要自己梳理清楚一下進程相關的知識， 上上一篇的虛擬地址空間和進程控制塊 PCB ，以及上一篇的進程相關知識，帶着思考來學習 孤兒進程、殭屍進程、 以及進程回收 wait()， waitpid()相關的概念。
編程環境：
💻： uos20 📎 gcc/g++ 8.3 📎 gdb8.0
💻： MacOS 10.14 📎 gcc/g++ 9.2 📎 gdb8.3
孤兒進程：
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父進程創建子進程
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父進程死了，子進程還活着，該進程叫孤兒進程(Orphan Process)
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在傳統的 Linux 系統中，孤兒進程被 init 進程領養，init 進程成爲孤兒進程的父親
- init 進程這樣做，主要是爲了釋放子進程佔用的系統資源。
- 因爲進程結束之後，能夠釋放用戶控空間；但是釋放不了系統空間的 PCB，這塊資源必須由父進程釋放。
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寫一個代碼例子：
#include <stdio.h> #include <unistd.h> int main(int argc, char *argv[]) { pid_t pid = fork(); //創建子進程 if (pid == 0) { //存活時間大於 1s（此時父進程已經執行完成銷燬）, 爲孤兒子進程 sleep(1); printf("this is a child process, pid = %d ppid = %d\n", getpid(), getppid()); } else if (pid > 0) { //父進程 printf("this is a parent process, pid = %d ppid = %d\n", getpid(), getppid()); //執行完後，父進程就結束了 } return 0; } -
代碼分析：
當父進程創建子進程之後，很快的就執行完後就結束銷燬自己（小於 1s 內）；因爲子進程的生存時間大於 1s，故此時它爲孤兒進程（下圖可證明：此時其父進程號是 1 而非 17441），然後被系統的 init 進程領養，幫助銷燬子進程的 PCB；
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運行結果：
![]()
殭屍進程：
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父進程創建子進程
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子進程死了，父進程還活着，且不去釋放子進程的 PCB，該子進程就變成了殭屍進程(Zombie Process)。
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殭屍進程是一個已經死掉的進程。
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寫一個代碼例子：
#include <stdio.h> #include <unistd.h> int main(int argc, char *argv[]) { pid_t pid = fork(); //創建子進程 if (pid == 0) { //（此時子進程已經執行完成銷燬）, 而父進程沒有時間去銷燬這個子進程的 pcb，故爲殭屍進程 printf("this is a child process, pid = %d ppid = %d\n", getpid(), getppid()); } else if (pid > 0) { //父進程 while (true) { sleep(1); printf("this is a parent process, pid = %d ppid = %d\n", getpid(), getppid()); //執行完後，父進程就結束了 } } return 0; } -
代碼分析：
父進程創建子進程之後，子進程在極短的時間內執行完所有代碼後，其用戶區的資源被釋放，其系統區的 pcb 等待其父進程來釋放；但是父進程一直在忙其它的時間，沒有做處理，釋放自己成的 PCB，在下圖左側還沒有運行
ctrl c的時候，使用ps在管道里面查詢該子進程的號 5563，可以發現其已經被標註爲死亡的進程（其 Z+ 中的是單詞殭屍 Zombie 的首字母）。 -
運行結果：
![]()
進程回收：
wait()：
pid_t wait(int *stat_loc);
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作用：
- 阻塞並且等待子進程退出
- 回收子進程殘留的資源
- 獲取子進程結束的狀態（退出原因）
- 每次只能夠回收一個進程，調用一次 wait() 也只能回收一個進程
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參數：
WIFEXITED(status): 爲非 0 --> 進程正常退出WEXITSTATUS(status): 如果這個宏爲真，使用此宏 --> 獲取進程退出狀態(exit / return) 的參數
WIFSIGNALED(status): 爲非 0 --> 進程異常終止WTERMSIG(status): 如果這個宏爲真，使用此宏 --> 獲取使進程退出的那個信號的編號。
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返回值：
- 成功：清理掉的子進程 ID
- 失敗：-1（沒有子進程）
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寫一個代碼例子驗證：
#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <sys/wait.h> int main(int argc, char *argv[]) { printf("-----開始-----\n"); pid_t pid = fork(); //創建子進程 if (pid == 0) { //（此時子進程已經執行完成銷燬）, 而父進程沒有時間去銷燬這個子進程的 pcb，故爲殭屍進程 while (true) { sleep(2); printf("this is a child process, pid = %d ppid = %d\n", getpid(), getppid()); } } else if (pid > 0) { //父進程 //sleep(1); int status = 0; pid_t wpid = wait(&status); //回收子進程 if (WIFEXITED(status)) //判斷是否正常退出 printf("退出值是 val = %d\n", WEXITSTATUS(status)); if (WIFSIGNALED(status)) //判斷是被信號殺死 printf("通過信號退出 val = %d\n", WTERMSIG(status)); printf("this is a parent process, pid = %d ppid = %d\n", getpid(), getppid()); //執行完後，父進程就結束了 } printf("+++++結束+++++\n"); return 9; //若是註釋掉 12 和 15 行代碼，會顯示父父進程的 退出值是 9 }-
代碼分析：
代碼是在 MacOS（Unix） 系統上面運行的；
若是註釋掉 12 和 15 行代碼，則會運行第一個宏，可以看到進程結束的返回值是 9 （人爲隨機指定的一個數值，return 9）；運行結果見下面第一個圖。
而不註釋掉 12 和 15 行代碼；運行程序後，執行
kill 進程號殺死子進程， 則會執行第二個宏，顯示是被信號（15）所殺「若果是 Linux 運行，這裏會顯示信號是 9」；運行結果見下面第二個圖。 -
運行截圖：
![]()
![]()
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waitpid():
pid_t waitpid(pid_t pid, int *stat_loc, int options);
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作用：
同 wait()，但是可以指定要回收的進程 pid 號，且能夠指定是阻塞還是非阻塞模式。
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參數：
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pid：
pid == -1；回收所有的子進程。與 wait 等效
pid > 0； 回收指定 pid 的進程
pid == 0； 回收當前組的所有子進程
pid < -1； 回收進程的 pid 取反（加減號）
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status：
子進程的退出狀態，用法同 wait()
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options：
設置爲 WNOHANG，函數非阻塞，設置爲 0，函數阻塞
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返回值：
> 0 //返回清理掉的子進程 ID -1 //無子進程 =0 //參數 3 爲 WHOHANG，且子進程正在運行
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