Linux | fork()、僵死进程、写时拷贝_linux进程写实拷贝

目录

1. 获取进程id的方法

2. 父进程的父进程~bash

3. fork()示例 之 打印了多少个A？ 

（1）打印3个A

（2）打印6个A

（3）fork()试题总结

4. 进程的结束、僵死进程、孤儿进程

（1）孤儿进程

（2）僵死进程

（3）总结

5. 写时拷贝

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1. 获取进程id的方法

pid_t getpid(); 获得调用该方法的当前进程id号（无参）

pid_t getppid(); 获得当前调用该方法的父进程进程id号（无参）

注意：每个进程都有其父进程！！（父进程的父进程~命令解释器bash）

2. 父进程的父进程~bash

（1）进程号为2346的为父进程的父进程，为命令解释器bash（当前最好用的命令解释器），用户通过命令解释器bash和系统（内核）交互。

具体操作：bash在执行可执行程序./main2时，会将自己fork()复制一份得到子bash，再将子bash进行exec()替换为可执行程序main2后再运行。

终端中执行的任何命令：其父进程均为bash。

（2）对于在父进程中fork()之前定义的变量n，其在父进程、子进程中地址（逻辑地址：逻辑地址/页面大小=页号 + 逻辑地址%页面大小=页内偏移量）相同，但对应于具体两个进程各自的页表对应物理块号不同（物理地址不同），因此值不同。

解释：打印出的n的地址为逻辑地址！！！对于逻辑地址，父进程与fork()复制得来的子进程相同，而物理地址不相同！   若是同一个进程中，逻辑地址相同则物理地址相同，但现在为两个进程（无可比性），其真实的物理地址在不同空间。

3. fork()示例 之 打印了多少个A？ 

（1）打印3个A

复制后的子进程从fork()返回值带回后处执行。

 

 

（2）打印6个A

 附加：若变为printf("A"); 去掉 \n 一定会输出>6个A且为偶数个。由于输出的A会先放在缓冲区，父进程fork()复制产生子进程时是连同缓冲区（内存）一起复制的，故会将未输出的A一同复制，到结束进程时刷缓冲区一并输出。

（3）fork()试题总结

• fork()复制进程：父进程中fork()的返回值为子进程id号。子进程中fork()返回值为0！！

• 程序中使用的地址为逻辑地址！
• 父进程的内存也会通过fork()复制产生子进程时复制给子进程。

4. 进程的结束、僵死进程、孤儿进程

（1）孤儿进程

当父进程比子进程结束早时，还未结束的子进程叫做孤儿进程。按照约定所有没有了父进程的子进程都需要被某个特定的进程（init pid=1的进程收养，现在很多系统规定不再是1号进程，如下图为id号=1353的进程收养孤儿进程）收养。

（2）僵死进程

当子进程先结束，父进程没有获取子进程的退出码时，子进程变为僵死进程<defunct>。

PCB会被串成一个双向链表，当子进程结束（如exit(0) //退出码为0）时，需要释放掉为其开辟的内存空间，同时其PCB需要被删除。但在这之前，子进程的PCB会接收其返回的退出码0，此时父进程要通过wait()获取子进程返回的退出码来了解子进程的状态：是否正常结束。故子进程的PCB需要保留到父进程结束后才可以删。若父进程先结束 子进程会被收养，则子进程就要把其退出码返回给收养进程。

要是想在后台看到僵死进程<defunct>，可以令子进程先结束，父进程不通过wait()保护子进程的结束，且执行程序时放到后台（./main&），这样就可以直接ps查看。

wait()函数返回值为捕获到的子进程的pid，同时传参变量地址将退出码写入变量，调用WEXITSTATUS()函数获取退出码。

起初父进程未被打印，由于wait()处阻塞，父进程需要等待子进程结束获取退出码并执行。

（3）总结

• 父进程先结束，子进程变为孤儿进程，被特定进程（init pid==1）收养。
• 当子进程先结束，父进程没有获取子进程的退出码时，子进程变为僵死进程<defunct>。
• 父进程通过调用 wait() 获取退出码，传入任意整型值的地址，将其修改为退出码。
•  WIFEXITED()：获取子进程退出状态（返回值非0即为真）     WEXITSTATUS()：获取子进程退出码

5. 写时拷贝

为了提高fork()的效率，减少fork()的实际开销。采用写时拷贝技术：内核并不复制整个父进程的地址空间，而是让父进程与子进程共享一个拷贝，只有在需要写入时数据才被复制（资源的复制只有在需要写入时才进行），在这之前均为只读模式。这种技术使地址空间上页的拷贝被推迟到实际发生写入的时候。