Нейл Мэтью - Основы программирования в Linux

Вы сможете увидеть создание процесса-зомби, если измените количество сообщений в программе из примера с вызовом fork. Если дочерний процесс выводит меньше сообщений, чем родительский, он закончится первым и будет существовать как зомби, пока не завершится родительский процесс.

Программа fork2.c такая же, как программа fork1.с, за исключением того, что количества сообщений, выводимых родительским и дочерним процессами, поменяли местами. Далее приведены соответствующие строки кода:

switch (pid) {

case -1:

perror("fork failed");

exit(1);

case 0:

message = "This is the child";

n = 3;

break;

default:

message = "This is the parent";

n = 5;

break;

}

Как это работает

Если вы выполните только что приведенную программу с помощью команды ./fork2 &и затем вызовите программу psпосле завершения дочернего процесса, но до окончания родительского, то увидите строку, подобную следующей. (Некоторые системы могут сказать вместо .)

$ ps -аl

F S UID PID PPID С PRI NI ADDR SZ WCHAN TTY TIME CMD

004 S 0 1273 1259 0 75 0 - 589 wait4 pts/2 00:00:00 su

000 S 0 1274 1273 0 75 0 - 731 schedu pts/2 00:00:00 bash

000 S 500 1463 1262 0 75 0 - 788 schedu pts/1 00:00:00 oclock

000 S 500 1465 1262 0 75 0 - 2569 schedu pts/1 00:00:01 emacs

000 S 500 1603 1262 0 75 0 - 313 schedu pts/1 00:00:00 fork2

003 Z 500 1604 1603 0 75 0 - 0 do_exi pts/1 00:00:00 fork2

000 R 500 1605 1262 0 81 0 - 781 - pts/1 00:00:00 ps

Если родительский процесс завершится необычно, дочерний процесс автоматически получит в качестве родителя процесс с PID, равным 1 (init). Теперь дочерний процесс — зомби, который уже не выполняется, но унаследован процессом initиз-за необычного окончания родительского процесса. Зомби останется в таблице процессов, пока не пойман процессом init. Чем больше таблица, тем медленнее эта процедура. Следует избегать процессов-зомби, поскольку они потребляют ресурсы до тех пор, пока процесс init не вычистит их.

Есть еще один системный вызов, который можно применять для ожидания дочернего процесса. Он называется waitpidи применяется для ожидания завершения определенного процесса.

#include

#include

pid_t waitpid(pid_t pid, int *stat_loc, int options);

Аргумент pid— конкретный дочерний процесс, окончания которого нужно ждать. Если он равен –1, waitpidвернет информацию о любом дочернем процессе. Как и вызов wait, он записывает информацию о состоянии процесса в место, указанное аргументом stat_loc, если последний не равен пустому указателю. Аргумент optionsпозволяет изменить поведение waitpid. Наиболее полезная опция WNOHANGмешает вызову waitpidприостанавливать выполнение вызвавшего его процесса. Ее можно применять для выяснения, завершился ли какой-либо из дочерних процессов, и если нет, то продолжать выполнение. Остальные опции такие же, как в вызове wait.

Итак, если вы хотите, чтобы родительский процесс периодически проверял, завершился ли конкретный дочерний процесс, можно использовать следующий вызов:

waitpid(child_pid, (int *)0, WNOHANG);

Он вернет ноль, если дочерний процесс не завершился и не остановлен, или child_pid, если это произошло. Вызов waitpid вернет -1 в случае ошибки и установит переменную errno. Это может произойти, если нет дочерних процессов ( errnoравна ECHILD), если вызов прерван сигналом ( EINTR) или аргумент optionsневерный ( EINVAL).

Вы можете применить ваши знания о процессах для изменения поведения программ, используя тот факт, что открытые файловые дескрипторы сохраняются вызовами forkи exec. Следующий пример из упражнения 11.6 содержит программу-фильтр, которая читает из стандартного ввода и пишет в свой стандартный вывод, выполняя при этом некоторое полезное преобразование.

Далее приведена программа очень простой фильтрации upper.c, которая читает ввод и преобразует строчные буквы в прописные:

#include

#include

#include

int main() {

int ch;

while ((ch = getchar()) != EOF) {

putchar(toupper(ch));

}

exit(0);

}

Когда вы выполните программу, она сделает то, что и ожидалось:

$ ./upper

hello THERE

HELLO THERE

^D

$

Вы, конечно, можете применить ее для преобразования символов файла, используя перенаправление, применяемое командной оболочкой:

$ cat file.txt

this is the file, file.txt, it is all lower case.

$ ./upper < file.txt

THIS IS THE FILE, FILE.TXT, IT IS ALL LOWER CASE.

Что если вы хотите применить этот фильтр из другой программы? Программа useupper.c принимает имя файла как аргумент и откликается сообщением об ошибке при некорректном вызове:

#include

#include

#include

int main(int argc, char *argv[]) {

char *filename;

if (argc != 2) {

fprintf (stderr, "usage: useupper file\n");

exit(1);

}

filename = argv[1];

Вы повторно открываете стандартный ввод, снова при этом проверяете наличие любых ошибок, а затем применяете функцию execlдля вызова программы upper:

if (!freopen(filename, "r", stdin)) {

fprintf(stderr, "could not redirect stdin from file %s\n", filename);

exit(2);

}

execl("./upper", "upper", 0);

He забудьте, что execlзаменяет текущий процесс, если ошибок нет, оставшиеся строки не выполняются.

perror("could not exec ./upper");

exit(3);

}

Как это работает

Когда вы выполняете эту программу, ей можно передать файл для преобразования в прописные буквы. Работа делается программой upper, которая не обрабатывает аргументы с именами файлов. Обратите внимание на то, что вам не нужен исходный код программы upper; таким способом можно запустить любую исполняемую программу.

$ ./useupper file.txt

THIS IS THE FILE, FILE.TXT, IT IS ALL LOWER CASE.

Программа useupper применяет freopenдля закрытия стандартного ввода и связывания потока файла с файлом, заданным как аргумент программы. Затем она вызывает execl, чтобы заменить код выполняемого процесса кодом программы upper. Поскольку файловые дескрипторы сохраняются, пройдя сквозь вызов execl, программа upper выполняется так же, как при вводе ее в строке командной оболочки