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.
Упражнение 11.5. Зомби
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";
<i> n = 3;</i>
 break;
default:
 message = &quot;This is the parent&quot;;
<i> n = 5;</i>
 break;
}
Как это работает
Если вы выполните только что приведенную программу с помощью команды 
./fork2 &amp;
 и затем вызовите программу 
ps
 после завершения дочернего процесса, но до окончания родительского, то увидите строку, подобную следующей. (Некоторые системы могут сказать 
&lt;zombie&gt;
 вместо 
&lt;defunct&gt;
.)
$ <b>ps -аl</b>
  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
<i>003 Z 500 1604 1603 0  75  0 -     0 do_exi pts/1 00:00:00 fork2 &lt;defunct&gt;</i>
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 
init
 из-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 
waitpid
 и применяется для ожидания завершения определенного процесса.
<b>#include &lt;sys/types.h&gt;</b>
<b>#include &lt;sys/wait.h&gt;</b>
<b>pid_t waitpid(pid_t pid, int *stat_loc, int options);</b>
 
Аргумент 
pid
 — конкретный дочерний процесс, окончания которого нужно ждать. Если он равен –1, 
waitpid
 вернет 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 
options
 позволяет изменить поведение 
waitpid
. Наиболее полезная опция 
WNOHANG
 мешает вызову 
waitpid
 приостанавливать 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 (
errno
 равна 
ECHILD
), если вызов прерван сигналом (
EINTR
) или аргумент 
options
 неверный (
EINVAL
).
  
Перенаправление ввода и вывода
 
Вы можете применить ваши знания о процессах для изменения поведения программ, используя тот факт, что открытые файловые дескрипторы сохраняются вызовами 
fork
 и 
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 &lt;stdio.h&gt;
#include &lt;ctype.h&gt;
#include &lt;stdlib.h&gt;
int main() {
 int ch;
 while ((ch = getchar()) != EOF) {
  putchar(toupper(ch));
 }
 exit(0);
}
Когда вы выполните программу, она сделает то, что и ожидалось:
$ <b>./upper</b>
hello THERE
HELLO THERE
<b>^D</b>
 
$
Вы, конечно, можете применить ее для преобразования символов файла, используя перенаправление, применяемое командной оболочкой:
$ <b>cat file.txt</b>
this is the file, file.txt, it is all lower case.