进程消亡的艺术：揭秘 Linux 内核中的幕后黑手

2023-12-14 00:17:15

引言

就像天下没有不散的宴席，进程也有自己的生命周期，有创建就有消亡。对于内核来说，如何处理进程的消亡是一项至关重要的任务，因为它涉及到内存回收、子进程管理和系统稳定性。本文将深入 Linux 内核，探究进程消亡的幕后机制，揭示内核如何优雅地处理进程自身的消亡以及它的子进程和父进程。

进程消亡的触发器

进程消亡可以由多种事件触发，最常见的是以下两种：

SIGKILL 信号： 这个信号是无法被进程捕获或忽略的，它直接导致进程被立即终止。
SIGTERM 信号： 这个信号可以被进程捕获和处理，它通常用于要求进程优雅地退出。

进程消亡的步骤

当一个进程收到 SIGKILL 或 SIGTERM 信号时，它会触发以下一系列步骤：

调用 exit() 函数： 进程调用 exit() 函数来释放资源并通知内核它将要终止。
发送 SIGCHLD 信号： 进程的父进程收到 SIGCHLD 信号，这表明它的一个子进程已退出。
调用 wait() 函数： 父进程调用 wait() 函数来等待子进程完全退出，并收集其退出状态。
资源回收： 内核回收进程使用的内存和其他资源。

处理子进程

如果一个进程在退出时还有子进程，内核会自动调用 wait() 函数来等待这些子进程退出。如果父进程没有调用 wait() 函数，子进程将成为僵尸进程，继续占用系统资源。

处理父进程

如果一个进程的父进程在它退出之前已经退出，内核将由 init 进程（PID 为 1）接管该进程。init 进程将调用 wait() 函数来等待该进程退出。

代码示例

以下是一个简单的 C 代码示例，演示了进程消亡的过程：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>

int main() {
  // 创建一个子进程
  pid_t child_pid = fork();

  if (child_pid == 0) {
    // 子进程代码
    printf("子进程正在运行...\n");
    sleep(5);
    exit(0);
  } else {
    // 父进程代码
    printf("父进程正在等待子进程退出...\n");
    wait(NULL);
    printf("子进程已退出。\n");
  }

  return 0;
}