Другие процессы

До сих пор мы обсуждали процессы, их создание, родительские и дочерние процессы и т. Д. Обсуждение будет неполным без обсуждения других связанных процессов, таких как процесс-сирота, процесс-зомби и процесс-демон.

Сиротский процесс

Как видно из названия, сирота подразумевает процесс без родителей. Когда мы запускаем программу или приложение, родительским процессом для приложения является оболочка. Когда мы создаем процесс с помощью fork (), вновь созданный процесс является дочерним процессом, а процесс, создавший дочерний процесс, является родительским процессом. В свою очередь, его родительский процесс - оболочка. Конечно, родителем всех процессов является процесс init (ID процесса → 1).

Однако вышеописанный сценарий является обычным: что произойдет, если родительский процесс завершится раньше, чем дочерний процесс. В результате дочерний процесс теперь становится сиротским процессом. Тогда что насчет его родителя, его новый родительский элемент является родителем всех процессов, который является не чем иным, как процессом инициализации (идентификатор процесса - 1).

Попробуем разобраться в этом на следующем примере.

/ * Имя файла: 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;
}

Этапы компиляции и выполнения

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

Зомби-процесс

Проще говоря, предположим, что у вас есть два процесса, а именно родительский и дочерний процесс. Родительский процесс должен дождаться дочернего процесса и затем очистить запись дочернего процесса из таблицы процессов. Что, если родительский процесс не готов ждать дочернего процесса, а в это время дочерний процесс выполняет свою работу и завершает работу? Теперь дочерний процесс станет зомби-процессом. Конечно, процесс зомби очищается после того, как родительский процесс будет готов.

Разберемся в этом на примере.

/ * Имя файла: 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;
}

Этапы компиляции и выполнения

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

Демонический процесс

Проще говоря, процесс, который не имеет связанной оболочки или терминала, известен как процесс-демон. Зачем это нужно? Это процессы, которые выполняются в фоновом режиме для выполнения действий с заранее заданными интервалами, а также реагируют на определенные события. Процесс-демон не должен взаимодействовать с пользователем, поскольку он работает в фоновом режиме.

Внутренние процессы демона Linux обычно оканчиваются буквой «d», например, демоны ядра (ksoftirqd, kblockd, kswapd и т. Д.), Демоны печати (cupsd, lpd и т. Д.), Демоны файловых служб (smbd, nmbd и т. Д.) , Демоны административной базы данных (ypbind, ypserv и т. Д.), Демоны электронной почты (sendmail, popd, smtpd и т. Д.), Демоны удаленного входа и выполнения команд (sshd, in.telnetd и т. Д.), Демоны загрузки и настройки (dhcpd , udevd и т. д.), процесс инициализации (init), демон cron, демон atd и т. д.

Теперь давайте посмотрим, как создать процесс-демон. Ниже приведены шаги -

Step 1- Создайте дочерний процесс. Теперь у нас есть два процесса - родительский и дочерний.

Обычно иерархия процессов: ОБОЛОЧКА → РОДИТЕЛЬСКИЙ ПРОЦЕСС → ДЕТСКИЙ ПРОЦЕСС.

Step 2- Завершить родительский процесс путем выхода. Дочерний процесс теперь становится сиротским процессом и передается процессу init.

Теперь иерархия - НАЧАЛО ПРОЦЕССА → ДЕТСКИЙ ПРОЦЕСС.

Step 3- Вызов системного вызова setsid () создает новый сеанс, если вызывающий процесс не является лидером группы процессов. Теперь вызывающий процесс становится лидером группы нового сеанса. Этот процесс будет единственным процессом в этой новой группе процессов и в этом новом сеансе.

Step 4 - Установите идентификатор группы процессов и идентификатор сеанса равным PID вызывающего процесса.

Step 5 - Закройте файловые дескрипторы по умолчанию (стандартный ввод, стандартный вывод и стандартная ошибка) процесса, поскольку терминал и оболочка теперь отключены от приложения.

/ * Имя файла: 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;
}

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