Linux C :系统调用-fork，wait，subreaper

fork():创建子进程，并返回进程id。

wait(&status):等待子进程终止。如果成功则会返回僵尸子进程的pid，status的值会是子进程的exitcode。

exit(value):进程正常退出，并返回退出值value

prctl(PR_SET_CHILD_SUBREAPER):设置当前进程为subreaper进程。

零、示例代码即可能的输出结果

一、fork（）

二、wait()

三、subreaper

四、解读上述代码和输出结果

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <wait.h>
#include <sys/prctl.h>
int main(){int pid ,r,status ;printf("mark process %d as a subreaper\n",getpid());r=prctl(PR_SET_CHILD_SUBREAPER);pid = fork();if(pid){//parent printf("subreaper %d child =%d\n",getpid(),pid);while(1){pid =wait(&status);if(pid >0){printf("subreaper %d wait a ZOMBIE=%d\n",getpid(),pid);}else{break;}}}else{//childprintf("child %d parent=%d\n",getpid(),(pid_t)getppid());pid=fork();if(pid){printf("child%d start : grandchild=%d\n",getpid(),pid);printf("child%d exit : grandchild=%d\n",getpid(),pid);}else{printf("grandchild%d start : myparent=%d\n",getpid(),getppid());printf("grandchild%d end : myparent=%d\n",getpid(),getppid());}}}

运行结果：（每次运行可能顺序不一样）

在Linux 中，每个用户在同一时间只能有一定数量的进程。用户资源限制文件通常在/etc/security/limits.conf 文件中设置。进程有两种执行状态，一种是内核态，一种是用户态。每个进程都在内核中下产生并开始执行，想调用硬件设备例如操作CPU，键盘，或者想执行系统调用都是在内核态下完成的。修改状态寄存器的值就可以从内核态转化为用户态。一旦转为用户态，那么就无法直接访问硬件相关的设备，想要重新转为内核态只有3种方式：硬件中断，异常，系统调用。可以说，内核是操作系统之下的部分，用户是操作系统之上的部分。用户只需关心操作系统为用户提供了哪些可访问内核的接口就行。

在内核模式中，每个进程都有完全相同的代码段，数据段和堆，但是每个进程都有只属于自己的栈。

一、fork（）

创建子进程并返回子进程的pid ， int pid = fork(); 如果fork失败则为-1。当创建了子进程后，子进程和父进程在用户态的映像完全相同，但是在内核态下的映像只有栈有区别，意味着子进程和父进程有相同的代码和数据。因为创建子进程时用户态的栈也是一样的，意味着栈帧情况也是一样的。创建完后子进程和父进程都从fork()后继续执行.fork()方法调用了内核中kfork()函数，它对创建出来的子进程返回是0，父进程返回值是子进程的进程号;

int pid =fork();
if(pid=-1){//父进程创建子进程失败的分支
}else if(pid ==0){//子进程执行的分支，因为子进程返回的pid是0
}else {//父进程执行的分支,pid是子进程的id
}

二、wait()

等待僵尸子进程。所谓的僵尸进程，就是程序已经结束但是资源未释放的进程。wait除了返回僵尸子进程的id，获取子进程的退出状态，还会释放僵尸子进程。wait系统调用将调用内核中的kwait函数

三、subreaper

进程可以用系统调用定义自己为subreaper进程：

prctl(PR_SET_CHILD_SUBREAPER);

如果子进程的父进程先死亡，那么该子进程就会成为一个孤儿进程。在Linux中，标记为subreaper的祖先进程会成为该孤儿的父进程，否则将成为P1进程子进程。（P1进程是操作系统初始化的进程，除P0和P1进程，其他所有进程都是P1进程的子孙进程）。不过要注意的是，当P1清理重定父级进程时，会丢失关于子进程的所有信息。P1因为进程等级高，当P1作为孤儿进程的父进程时服务管理器不能再从服务守护进程中接收SIGCHLD信号，也不能等待任何僵尸子进程。定义subreaper就可以很好的解决上述问题，并且可以有效地减少P1进程的工作量。

显示当前用户的subreaper 进程的PID 和信息：

ps fxau | grep USERNAME | grep "/sbin/upstart"

四、解读上述代码和输出结果

就运行结果而言，

1）当fork创建出来子进程后，父进程获取到CPU使用权先执行，并打印出了

然后进入while循环等待子进程执行结束。

2）接下来子进程执行并打印出了，

之后子进程 fork 创建出了一个子进程的子进程即孙子进程。

3）子进程先执行完毕,并打印出：

此时，子进程执行完毕但是未释放进程资源，于是成为了僵尸进程。

4）此时父进程获取到CPU使用权，通过wait返回子进程的pid，继续执行打印出了

wait释放了子进程的资源，使孙子进程成为了孤儿进程，但是由于之前父进程（pid=3434）将自己设置成了PR_SET_CHILD_SUBREAPER ，使孙子进程（pid=3436）的父亲不再是已经死亡的（pid=3435），而是父进程（pid=3434）。

5）所以当孙子执行完自己的代码后，打印出

成为了僵尸进程后，被父进程 wait() 释放出来，打印出

后结束。