【Linux】（二）Putty、 fork() 、 wait() 、waitpid()、僵尸进程、孤儿进程、进程树

Myth丶恋晨 2023-10-02 11:47 26阅读 0赞

### Putty ###

putty远程链接虚拟机内的Linux可以黏贴代码(和win10一样 右键） ，  
使用方法：

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAZ29uZ2ZwcA_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16]  
下载putty，在1处输入虚拟机ip地址，若长期使用则在2处保存。IP地址可打开虚拟机的terminal从此处看  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAZ29uZ2ZwcA_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 1]  
两个都试一下能连上就行  
有时会弹出这个提示框![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAZ29uZ2ZwcA_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 2]  
这是提示你putty不能确定这个ip是不是你想链接的IP，一般用于远程链接，我们只连局域网的虚拟机就不用管了，能连上就肯定是，点击accept将其接受，如果虚拟机的Ip地址经常变的不想保存可以点击ConnectOnce.

### fork( ) ###

创建一个新进程。  
系统调用格式： pid=fork( )  
参数定义： int fork( )  
fork( )返回值意义如下：若子进程创建失败，则调用进程获得返回值-1。若创建成功，在子进程中，fork( )返回值为 0，表示当前进程是子进程；在父进程中，fork( )返回值为子进程的 id 值（>0）。如果 fork( )调用成功，它向父进程返回子进程的 PID，并向子进程返回 0，即 fork( )调用一次，但在不同进程返回不同的值。

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>运行情况</th> 
   <th>返回值</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>创建失败</td> 
   <td>-1</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>创建成功 子进程中</td> 
   <td>0</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>创建成功 父进程中</td> 
   <td>子进程ID(id&gt;0)</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

此时 OS 在内存中建立一个新进程，所建的新进程是调用 fork( )父进程（parent process）的副本，称为子进程（child process）。子进程继承了父进程的许多特性，并具有与父进程完全相同的用户级上下文。父进程与子进程并发执行。  
![在这里插入图片描述][watermark_type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s_shadow_50_text_Q1NETiBAZ29uZ2ZwcA_size_20_color_FFFFFF_t_70_g_se_x_16 3]

核心为 fork( )完成以下操作：  
（1）为新进程分配一进程表项和进程标识符  
进入 fork( )后，核心检查系统是否有足够的资源来建立一个新进程。若资源不足，则fork( )系统调用失败；否则，核心为新进程分配一进程表项和唯一的进程标识符。  
（2）检查同时运行的进程数目  
超过预先规定的最大数目时，fork( )系统调用失败。  
（3）拷贝进程表项中的数据  
将父进程的当前目录和所有已打开的数据拷贝到子进程表项中，并置进程的状态为“创建”状态。  
（4）子进程继承父进程的所有文件  
对父进程当前目录和所有已打开的文件表项中的引用计数加 1。  
（5）为子进程创建进程上、下文  
进程创建结束，设子进程状态为“内存中就绪”并返回子进程的标识符。  
（6）子进程执行  
虽然父进程与子进程程序完全相同，但每个进程都有自己的程序计数器PC(注意子进程的 PC 开始位置)，然后根据 pid 变量保存的 fork( )返回值的不同，执行了不同的分支语句

### wait() ###

> \#include <sys/types.h>  
> \#include <sys/wait.h>  
> pid\_t wait(int \*wstatus);

等待**一个**子进程状态改变（大部分时候是结束）。如果子进程没有完成状态改变，父进程一直等待。wait( )将调用进程挂起，直至其子进程因暂停或终止而发来软中断信号为止。如果在wait( )前已有子进程暂停或终止，则调用进程做适当处理后便返回。  
其中，status 是用户空间的地址。它的低 8 位反映子进程退出状态，为 0 表示子进程正常结束，非 0 则表示出现了各种各样的问题；高 8 位则带回了exit( )的返回值。exit( )返回值由系统给出。wait 的返回值为结束子进程的PID。  
核心对 wait( )作以下处理：  
（1）首先查找调用进程是否有子进程，若无，则返回出错码；  
（2）若找到一处于“僵死状态”的子进程，则将子进程的执行时间加到父进程的执行时间上，并释放子进程的进程表项；  
（3）若未找到处于“僵死状态”的子进程，则调用进程便在可被中断的优先级上睡眠，等待其子进程发来软中断信号时被唤醒。

### waitpid ###

> \#include <sys/types.h>  
> \#include <sys/wait.h>  
> pid\_t waitpid(pid\_t pid, int \*wstatus, int options);

阻塞等待直到pid的子进程的状态改变  
与wait相似，以下两个代码功能相同

waitpid(-1, &wstatus, 0);
     wait(&wstatus);

默认情况下，waitpid只等待子进程被终结（terminated ），但可以通过第三个参数option改变此行为。  
pid可以为

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>pid</th> 
   <th>表示</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>&gt; 0</td> 
   <td>等待PID与pid相同的子进程</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>0</td> 
   <td>等待组id与调用进程组id相同的子进程</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>-1</td> 
   <td>等待任何子进程</td> 
  </tr> 
  <tr> 
   <td>&lt; -1</td> 
   <td>表示任何一个组id与 abs(pid)值相同组的子进程</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

第三个参数options 可以为

<table> 
 <thead> 
  <tr> 
   <th>options</th> 
   <th>表示</th> 
  </tr> 
 </thead> 
 <tbody> 
  <tr> 
   <td>WNOHANG</td> 
   <td>不阻塞，如果当前进程没有该指定的子进程，或者函数执行错误，waitpid()返回值为-1，如果该子进程没有结束，则返回0；如果该子进程已经结束，则返回该pid；</td> 
  </tr> 
 </tbody> 
</table>

### 僵尸进程 ###

子进程结束，而父进程没有调用wait（或waitpid）回收该子进程，则子进程成为“僵尸进程“ 。 内核维护了关于该僵尸进程的有关信息(pid、终结状态、资源使用信息)使得之后父进程可以wait()，这占用了内核的一个进程表的项，（it will consume a slot in the kernel process table），而当该表满时，无法创建新进程，所以需要避免僵尸进程的出现。  
当父进程终结，若有僵尸子进程，进程被init(1)收养，init(1)自动wait来清理僵尸进程。

### 孤儿进程 ###

父进程结束，子进程没结束。  
孤儿进程会自动被init进程收养。init 进程会循环地 wait() 它的已经退出的子进程。  
孤儿进程无害。

### 进程 ###

![在这里插入图片描述][97e8545fb69e4bc1a50c9e1a1d69dd9b.png]

进程空间4g，其中，用户空间会在进程结束时自动清理，而内核空间（PCB等）需要父进程清理，所以需要父进程调用wait等待子进程退出并清理。

### getpid( )，getppid( ) ###

getpid( ) 获得当前进程的进程 id  
getppid( ) 获得当前父进程的进程 id

### 进程树 ###

在 UNIX 系统中，只有 0 进程是在系统引导时被创建的，在系统初启时由 0 进程创建1 进程，以后 0 进程变成对换进程，1 进程成为系统中的始祖进程。UNIX 利用 fork( )为每个终端创建一个子进程为用户服务，如等待用户登录、执行 SHELL 命令解释程序等，每个终端进程又可利用 fork( )来创建其子进程，从而形成一棵进程树。可以说，系统中除 0进程外的所有进程都是用 fork( )创建的。

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