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什麼是父進程和子進程

PHP中文网
發布: 2017-06-22 15:41:21
原創
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父進程

在電腦領域,父進程(英文:Parent Process)指已建立一個或多個子進程的進程。

UNIX


#在UNIX裡,除了程式0(即PID =0的交換進程,Swapper Process)以外的所有進程都是由其他進程使用系統呼叫fork創建的,這裡調用fork創建新進程的進程即為父進程,而相對應的為其創建出的進程則為子進程,因而除了進程0以外的進程都只有一個父進程,但一個進程可以有多個子進程。

作業系統核心以行程識別碼(Process Identifier,即PID)來識別行程。進程0是系統引導時創建的一個特殊進程,在其呼叫fork創建出一個子進程(即PID=1的進程1,又稱init)後,進程0就轉為交換進程(有時也稱為空閒進程),而進程1(init進程)就是系統裡其他所有進程的祖先。

殭屍行程與孤兒程序


當一個子程序結束運作(一般是呼叫exit、執行階段發生致命錯誤或當收到終止訊號所導致)時,子進程的退出狀態(回傳值)會回報給作業系統,系統則以SIGCHLD訊號將子進程被結束的事件告知父進程,此時子進程的進程控制區塊(PCB )仍駐留在記憶體中。一般來說,收到SIGCHLD後,父行程會使用wait系統呼叫以取得子行程的退出狀態,然後核心就可以從記憶體中釋放已結束的子行程的PCB;而如若父行程沒有這麼做的話,子行程的PCB就會一直駐留在記憶體中,也就是成為殭屍行程。

孤兒進程則是指父進程結束後仍在執行的子進程。在類UNIX系統中,孤兒進程一般會被init進程所“收養”,成為init的子進程。

為避免產生殭屍進程,實際應用中一般採取的方式為:

  1. #將父程式中對SIGCHLD訊號的處理函數設為SIG_IGN(忽略訊號) ;

  2. fork兩次並殺死一級子進程,令二級子進程成為孤兒進程而被init所「收養」、清理。

Linux

在Linux核心中,行程和POSIX執行緒有著相當微小的差別,父行程的定義也與UNIX不盡相同。 Linux有兩種父進程,分別稱為(形式)父進程與實際父進程,對於一個子進程來說,其父進程是在子進程結束時收取SIGCHLD訊號的進程,而實際父進程則在多執行緒環境裡實際創建該子程序的進程。對於普通進程來說,父進程與實際父進程是同一個進程,但對於一個以進程形式存在的POSIX線程,父進程和實際父進程可能是不一樣的。

 

子程序


在電腦領域中,子程序為由另一個程序(對應稱為父程序)所創建的進程。子進程繼承了父進程的大部分屬性,例如檔案描述符。

產生


#在Unix中,子程序通常會為系統呼叫fork的產物。在此情況下,子進程一開始就是父進程的副本,而在這之後,根據具體需要,子進程可以藉助exec呼叫來鍊式載入另一程序。

與父進程的關係


#一個行程可能下屬多個子進程,但最多只能有1個父行程,而若某一行程沒有父行程,則可知該行程很可能由核心直接產生。在Unix與類別Unix系統中,進程ID為1的進程(即init進程)是在系統引導階段由核心直接建立的,且不會在系統運行過程中終止執行(可參考Linux啟動流程) ;而對於其他無父進程的進程,則可能是為在使用者空間完成各種後台任務而執行的。

當某一子程序結束、中斷或恢復執行時,核心會發送SIGCHLD訊號給其父程序。在預設情況下,父進程會以SIG_IGN函數忽略之。

「孤兒行程」與「殭屍行程」


#在對應的父行程結束執行後,行程就會變成孤兒行程,但之後會立即由init進程「收養」為其子進程。

某一子程序終止執行後,若其父進程未提前呼叫wait,則內核會持續保留子程序的退出狀態等信息,以使父進程可以 wait獲取之。而因為在這種情況下,子程序雖已終止,但仍在消耗系統資源,所以亦稱殭屍進程。 wait常於SIGCHLD訊號的處理函數中呼叫。

解決與預防

在POSIX.1-2001標準規定中,父程序可將SIGCHLD的處理函數設為SIG_IGN(也為預設設定),或為SIGCHLD設定SA_NOCLDWAIT標記,以使核心可以自動回收已終止的子程序的資源。自Linux 2.6與FreeBSD 5.0起,兩種核心皆支援了這兩種方式。但是,在忽略SIGCHLD訊號的問題上,由於System V與BSD由來已久的差異,若要回收派生出的子程序的資源,呼叫wait仍是最便捷的方式。

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