Linux--进程创建(fork)-退出--孤儿进程

进程创建：
①使用fork函数创建一个进程，创建的新进程被称为子进程。
#include <unistd.h>//头文件
pid_t fork(void);
fork函数调用成功，返回两次：
返回值为0， 代表当前进程为子进程；
返回值为非负数，代表当前进程为父进程(返回新子进程的ID)；
调用失败，返回值为-1.

②vfork函数也可以创建进程
区别：
1 、vfork直接使用父进程存储空间，不拷贝。
2 、 vfork保证子进程先运行，当子进程调用exit退出后，父进程才执行。
fork：

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>int main()
{pid_t pid;pid_t pid2;pid_t retpid;pid=getpid();printf("before fork:pid=%d\n",pid);retpid=fork();pid2=getpid();printf("after fork:pid=%d\n",pid2);if(pid==pid2){printf("this is father print：retpid = %d\n",retpid);}else{printf("this is child print,retpid = %d,child pid=%d\n",retpid,getpid());}return 0;
}

vfork：

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>int main()
{pid_t pid;int cnt = 0;pid = vfork();if(pid > 0){while(1){printf("cnt = %d\n",cnt);printf("this is father print：retpid = %d\n",getpid());sleep(1);}}else if(pid == 0){while(1){printf("this is child print：retpid = %d\n",getpid());sleep(1);cnt++;if(cnt = 3){exit(0);}}}return 0;
}

运行结果：

before fork:pid=3082
after fork:pid=3082
this is father print：retpid =3083
after fork:pid=3083
this is child print,retpid = 0,child pid=3083

进程创建时发生什么？
fork调用之后，代码段共享，数据段copy。
不修改变量时，共享变量。修改子进程数据，父进程不改变。

现在很多实现并不执行父进程数据段、栈和堆的完全复制。作为替代，使用了写时复制（Copy-On-Write，COW）技术。
创建子进程的目的
①一个父进程希望复制自己，使父、子进程同时执行不同的代码段。这在网络服务进程中是常见的----父进程等待客户端的服务请求。当这种请求达到时，父进程调用fork，使子进程处理此请求。父进程继续等待下一个服务请求到达。
②一个进程要执行一个不同的程序。这对shell是常见的情况。这种情况下，子进程从fork返回后立即调用exec

进程退出
正常退出：
1.Main函数调用return
2.进程调用exit（），标准c库
3.进程调用_exit（）或者_Exit（），属于系统调用
补充：
4.进程最后一个线程返回
5.最后一个线程调用pthread_exit

异常退出：
1.调用abort
2.当进程收到某些信号时，如CTRL+C
3.最后一个线程对取消（cancellation）请求做出响应

对于三个终止（exit、_exit和_Exit），实现这个的方法是，将其退出状态（exit status）作为参数传递给函数。在异常终止时，内核（不是进程本身）产生一个指示其异常终止原因的异常终止状态（termination status）。在任意情况下，该终止进程的父进程都能用wait或waitpid函数取得其终止状态。

父进程等待子进程退出并收集子进程的退出状态
子进程退出状态不被收集，变成僵尸（zombie）进程（僵死进程）
查看ps -aux|grep …，能看到z+（zombie僵死进程）

#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>pid_t wait(int *status);//地址pid_t waitpid(pid_t pid,int *status,int options);
//参数3一般用：WNOHANG（）不阻塞

status参数：是一个整型数指针
非空：子进程退出状态放在它所指向的地址中
空：不关心退出状态
exit正常终止子进程返回的状态，则为真。这种情况需要执行宏WEXITSTATUS(status)，取子进程传送给exit、_exit或_Exit参数的低8位。

如果其所有子进程都还在运行，则阻塞；如果一个子进程已终止，正等待父进程获取其终止状态，则取得该子进程的终止状态立即返回；如果它没有任何子进程，则立即出错返回.

waitpid()有一个选项（options）可以使其不阻塞

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>int main()
{pid_t pid;int cnt = 0;int status = 10;pid = fork();if(pid > 0){wait(&status);printf("child quit! child status = %d\n",WEXITSTATUS(status));while(1){printf("cnt = %d\n",cnt);printf("this is father print：retpid = %d\n",getpid());sleep(1);}}else if(pid == 0){while(1){printf("this is child print：retpid = %d\n",getpid());sleep(1);cnt++;if(cnt = 5){exit(3);}}}return 0;
}

结果如下：
this is child print：retpid = 3116
this is child print：retpid = 3116
this is child print：retpid = 3116
this is child print：retpid = 3116
this is child print：retpid = 3116
child quit! child status = 3
cnt = 0
this is father print：retpid = 3115
cnt = 0

孤儿进程
父进程如果不等待子进程退出，在子进程之前就结束了自己的“生命”，此时子进程叫做孤儿进程
Linux避免系统存在过多的孤儿进程，init进程收留孤儿进程，变成孤儿进程的父进程