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2023-03-14

到目前为止，我们已经讨论和学习了进程，创建，父进程和子进程等。但是没有讨论其他相关进程，如孤儿进程，僵尸进程和守护进程，在本节中，我们来看看这些进程。

孤儿进程

如名字所示，孤儿进程表示无父进程。当我们运行程序或应用程序时，应用程序的父进程是shell。当使用fork()创建一个进程时，新创建的进程是子进程，创建是父进程的子进程。反过来，这个父进程就是shell。当然，所有进程的父进程是初始(init)进程(进程ID等于1)。

以上是一个常见的情况，但是，如果父进程在子进程之前退出，会发生什么情况。结果是，子进程现在成为孤儿进程。那么它的父进程呢，它的新父进程就是所有进程的父进程，这只不过是初始(init)进程(进程ID等于1)。

让我们来看看下面的例子来理解孤儿进程的含义。

文件:orphan_process.c -

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int main() {
   int pid;
   system("ps -f");
   pid = fork();
   if (pid == 0) {
      printf("Child: pid is %d and ppid is %d\n",getpid(),getppid());
      sleep(5);
      printf("Child: pid is %d and ppid is %d\n",getpid(),getppid());
      system("ps -f");
   } else {
      printf("Parent: pid is %d and ppid is %d\n",getpid(),getppid());
      sleep(2);
      exit(0);
   }
   return 0;
}

编译和执行上面代码，得到以下结果 -

UID         PID   PPID  C STIME TTY    TIME CMD
4581875  180558      0  0 09:19  ?     00:00:00 sh -c cd /home/cg/root/4581875; 
                                       timeout 10s main
4581875  180564 180558  0 09:19  ?     00:00:00 timeout 10s main
4581875  180565 180564  0 09:19  ?     00:00:00 main
4581875  180566 180565  0 09:19  ?     00:00:00 ps -f
Parent: pid is 180565 and ppid is 180564
UID         PID   PPID  C STIME TTY    TIME CMD
4581875  180567      0  0 09:19  ?     00:00:00 main
4581875  180820 180567  0 09:19  ?     00:00:00 ps -f
Child: pid is 180567 and ppid is 180565
Child: pid is 180567 and ppid is 0

僵尸进程

简而言之，假设有两个进程，即父进程和子进程。父进程负责等待子进程，然后清理进程表中的子进程入口。如果父进程没有准备好等待子进程，同时子进程就完成工作并退出呢？这种情况时，子进程将成为僵尸进程。当然，在父进程准备好之后，僵尸进程就会被清除。

让我们通过一个例子来理解这一点。

文件:zombie_process.c -

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>

int main() {
   int pid;
   pid = fork();
   if (pid == 0) {
      system("ps -f");
      printf("Child: pid is %d and ppid is %d\n",getpid(),getppid());
      exit(0);
   } else {
      printf("Parent: pid is %d and ppid is %d\n",getpid(),getppid());
      sleep(10);
      system("ps aux|grep Z");
   }
   return 0;
}

编译和执行上面代码，得到以下结果 -

UID         PID   PPID  C STIME TTY    TIME CMD
4581875  184946      0  0 09:20  ?     00:00:00 sh -c cd /home/cg/root/4581875; 
                                       timeout 10s main
4581875  184952 184946  0 09:20  ?     00:00:00 timeout 10s main
4581875  184953 184952  0 09:20  ?     00:00:00 main
4581875  184954 184953  0 09:20  ?     00:00:00 main
4581875  184955 184954  0 09:20  ?     00:00:00 ps -f
Child: pid is 184954 and ppid is 184953

守护进程

没有任何关联的shell或终端的进程被称为守护进程。为什么这是必要的？这些是在后台运行的进程，以预定的时间间隔执行操作，并响应某些事件。守护进程不应该有任何用户交互，因为它作为后台进程运行。

内核守护进程通常以内核守护进程(ksoftirqd，kblockd，kswapd等)，打印守护进程(cupsd，lpd等)，文件服务守护进程(smbd，nmbd等)的字母“d” ，电子邮件守护进程(sendmail，popd，smtpd等)，远程登录和命令执行守护进程(sshd，in.telnetd等)，引导和配置守护进程(dhcpd等)，管理数据库守护进程(ypbind，ypserv等) ，udevd等)，init进程(init)，cron守护进程，atd守护进程等。

现在让我们看看如何创建一个守护进程。以下是步骤 -

第1步 - 创建一个子进程。现在我们有两个进程 - 父进程和子进程。通常流程是:SHELL -> 父进程 -> 子进程

第2步 - 通过退出终止父进程。子进程现在成为孤儿进程，由初始(init)进程接管。
现在，这个流程层次是:初始(init)进程 -> 子进程。

第3步 - 如果调用进程不是进程组头，则调用setsid()系统调用会创建一个新的会话。现在调用进程成为新会话的组头。这个进程将是这个新的进程组和这个新的进程中唯一的进程。

第4步 - 将进程组ID和会话ID设置为调用进程的PID。

第5步 - 关闭终端和外壳现在与应用程序断开连接的过程的默认文件描述符(标准输入，标准输出和标准错误)。

文件:daemon_test.c -

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
#include<stdlib.h>
#include<string.h>

int main(int argc, char *argv[]) {
   pid_t pid;
   int counter;
   int fd;
   int max_iterations;
   char buffer[100];
   if (argc < 2)
   max_iterations = 5;
   else {
      max_iterations = atoi(argv[1]);
      if ( (max_iterations <= 0) || (max_iterations > 20) )
      max_iterations = 10;
   }
   pid = fork();

   // Unable to create child process
   if (pid < 0) {
      perror("fork error\n");
      exit(1);
   }

   // Child process
   if (pid == 0) {
      fd = open("/tmp/DAEMON.txt", O_WRONLY|O_CREAT|O_TRUNC, 0644);
      if (fd == -1) {
         perror("daemon txt file open error\n");
         return 1;
      }
      printf("Child: pid is %d and ppid is %d\n", getpid(), getppid());
      printf("\nChild process before becoming session leader\n");
      sprintf(buffer, "ps -ef|grep %s", argv[0]);
      system(buffer);
      setsid();
      printf("\nChild process after becoming session leader\n");
      sprintf(buffer, "ps -ef|grep %s", argv[0]);
      system(buffer);
      close(STDIN_FILENO);
      close(STDOUT_FILENO);
      close(STDERR_FILENO);
   } else {
      printf("Parent: pid is %d and ppid is %d\n", getpid(), getppid());
      printf("Parent: Exiting\n");
      exit(0);
   }

   // Executing max_iteration times
   for (counter = 0; counter < max_iterations; counter++) {
      sprintf(buffer, "Daemon process: pid is %d and ppid is %d\n", getpid(), getppid());
      write(fd, buffer, strlen(buffer));
      sleep(2);
   }
   strcpy(buffer, "Done\n");
   write(fd, buffer, strlen(buffer));

   // Can't print this as file descriptors are already closed
   printf("DoneDone\n");
   close(fd);
   return 0;
}

编译和执行上面示例代码，得到以下结果 -

Parent: pid is 193524 and ppid is 193523
Parent: Exiting
4581875  193525      0  0 09:23  ?      00:00:00 main
4581875  193526 193525  0 09:23  ?      00:00:00 sh -c ps -ef|grep main
4581875  193528 193526  0 09:23  ?      00:00:00 grep main
4581875  193525      0  0 09:23  ?      00:00:00 main
4581875  193529 193525  0 09:23  ?      00:00:00 sh -c ps -ef|grep main
4581875  193531 193529  0 09:23  ?      00:00:00 grep main