进程与子进程

一、子进程

1.fork()创建子进程

　　一个现有的进程可以调用 fork()函数创建一个新的进程，调用 fork()函数的进程称为父进程，由 fork()函数创建出来的进程被称为子进程（child process）。（使用该函数需要包含头文件<unistd.h>）

2.创建的子进程为新的独立的进程，与父进程地位相等。但父子进程之间也有些相同点，子进程拷贝了父进程的数据段、堆、栈以及继承了父进程打开的文件描述符。对于程序来说，子进程和父进程共享代码段，在内存中只存在一份代码段数据。

3.子进程和父进程之间存在竞争关系，可以通过信号来指定它们的执行顺序。fork()函数调用完成之后，父进程、子进程会各自继续执行 fork()之后的指令，最终父进程会执行到 exit()结束进程，而子进程则会通过_exit()结束进程。

二、进程的诞生与终止

　　事实上，Linux系统下的所有进程都是由其父进程创建而来，譬如在 shell 终端通过命令的方式执行一个程序./app，那么 app进程就是由 shell 终端进程创建出来的，shell 终端就是该进程的父进程。

　　进程号为 1 的进程便是所有进程的父进程，通常称为 init 进程，它是 Linux 系统启动之后运行的第一个进程，它管理着系统上所有其它进程，init 进程是由内核启动，因此理论上说它没有父进程。

三、监视子进程

　　在很多应用程序的设计中，父进程需要知道子进程于何时被终止，并且需要知道子进程的终止状态信息，是正常终止、还是异常终止亦或者被信号终止等，意味着父进程会对子进程进行监视。

　　wait()函数可以等待进程的任一子进程终止，同时获取子进程的终止状态信息。

四、僵尸进程与孤儿进程

　1.孤儿进程

　　父进程先于子进程结束，init进程会自动成为孤儿进程的父进程。

　2.僵尸进程

　　如果子进程先于父进程结束，此时父进程还未来得及给子进程“收尸”或者没有收尸的操作，那么此时子进程就变成了一个僵尸进程。

　　需要注意的是，僵尸进程是无法通过信号将其杀死的，即使是“一击必杀”信号 SIGKILL 也无法将其杀死，那么这种情况下，只能杀死僵尸进程的父进程（或等待其父进程终止），这样 init 进程将会接管这些僵尸进程，从而将它们从系统中清理掉！所以，在我们的一个程序设计中，一定要监视子进程的状态变化，如果子进程终止了，要调用 wait()将其回收，避免僵尸进程。

　　3.SIGCHLD 信号

　　当子进程终止时和因收到信号而停止或恢复时，父进程会收到SIGCHLD信号。我们要捕获它、绑定信号处理函数，在信号处理函数中调用 wait()收回子进程，回收完毕之后再回到父进程自己的工作流程中。

　　注意：父进程一次只能捕获一个SIGCHLD信号，如果有多个子进程终止发出信号，而父进程来不及为子进程收拾或者错过了就会有僵尸进程成为“漏网之鱼”。解决办法：在 SIGCHLD 信号处理函数中循环以非阻塞方式来调用 waitpid()，直至再无其它终止的子进程需要处理为止。

　　4.子进程执行新程序

　　当子进程不再执行父进程的代码段，而是运行新的程序代码，此时会通过系统调用execve函数来实现。

　　通常将调用这些 exec 函数加载一个外部新程序的过程称为 exec 操作。