1. 孤儿进程

孤儿进程: 父进程先于子进程结束，则子进程成为孤儿进程，子进程的父进程成为init进程，称为init进程领养孤儿进程。
危害：没什么危害…

产生孤儿进程的举例：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main(){
	pid_t pid = fork();
    if(pid == 0){// child
		while(1){//强制不让子进程退出，变为孤儿进程
       		printf("I am child,PID:%d,PPID:%d\n",pid,getpid(),getppid());
			sleep(1);
		}
    }else if(pid>0){// parent
        printf("I am parent,PID:%d,PPID:%d\n",pid,getpid(),getppid());
		sleep(5);
		printf("I am parent,I will die!\n");
    }
	return 0;
}

2. 僵尸进程

僵尸进程: 子进程终止，父进程尚未回收，子进程残留资源（PCB）存放于内核中，此子进程便成为僵尸（zombie）进程。
注意：僵尸进程是不能使用kill命令清除掉的。因为kill命令只是用来终止进程的，而僵尸进程已经终止。

产生僵尸进程的举例：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main(){
	pid_t pid = fork();
    if(pid == 0){// child
       		printf("I am child,PID:%d,PPID:%d\n",pid,getpid(),getppid());
			sleep(2);
			printf("I am child,I will die!\n");
		}
    }else if(pid>0){// parent
		while(1){//强制不让父进程退出，子进程变为僵尸进程
        	printf("I am parent,PID:%d,PPID:%d\n",pid,getpid(),getppid());
			sleep(5);
		}
    }
	return 0;
}

危害：僵尸进程会占用系统资源，如果很多，则会严重影响服务器的性能；
如何解决僵尸进程：
①杀死他的父进程使其变成孤儿进程，进而被系统处理。
②wait函数

3. 子进程回收

一个进程在终止时会关闭所有文件描述符，释放在用户空间分配的内存，但它的PCB还保留着，内核在其中保存了一些信息：如果是正常终止则保存着退出状态，如果是异常终止则保存着导致该进程终止的信号是哪个。这个进程的父进程可以调用wait或waitpid获取这些信息，然后彻底清除掉这个进程。我们知道一个进程的退出状态可以在Shell中用特殊变量$?查看，因为Shell是它的父进程，当它终止时Shell调用wait或waitpid得到它的退出状态同时彻底清除掉这个进程。

3.1 wait

父进程调用wait函数可以回收子进程终止信息。该函数有三个功能：
① 阻塞等待子进程退出
② 回收子进程残留资源
③ 获取子进程结束状态(退出原因)。

wait函数的原型是：

#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>

pid_t wait(int *status);

进程一旦调用了wait，就立即阻塞自己，由wait自动分析是否当前进程的某个子进程已经退出，如果让它找到了这样一个已经变成僵尸进程的子进程，wait就会收集这个子进程的信息，并把它彻底销毁后返回；如果没有找到这样一个子进程，wait就会一直阻塞在这里，直到有一个这样的进程出现为止。

参数status用来保存被回收进程退出时的一些状态，如果我们不想知道这个子进程是如何死掉的，只想把它消灭掉的话，那么我们可以设定这个参数为NULL，就像下面这样：

pid_t pid = wait(NULL);

如果成功，wait会返回被回收子进程的进程ID，如果调用进程没有子进程，调用就会失败，此时wait返回-1，同时errno被置为ECHILD。
返回的status只是一个整型变量，不能很精确的描述出状态，因此需要借助宏函数来进一步判断进程终止的具体原因。经常用到的宏函数为如下两组：

//正常死亡WIFEXITED
if(WIFEXITED(status)){
	pfintf("%d:"WEXITSTATUS(status));
}
//非正常死亡
if(WIFSIGNALED(status)){
	pfintf("%d:"WTERMSIG(status));
}

1. WIFEXITED(status) 为非0 → 进程正常结束
WEXITSTATUS(status) 如上宏为真，使用此宏 → 获取进程退出状态 (return/exit的参数)

2. WIFSIGNALED(status) 为非0 → 进程异常终止
   WTERMSIG(status) 如上宏为真，使用此宏 → 取得使进程终止的那个信号的编号。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdlib.h>
int main(){
	pid_t pid = fork();
	if(pid==0){
		printf("I am child,will die!\n");
		sleep(2);
		//while(1){
			printf("I am child,Come and hit me!!\n");
			sleep(1);
		//}
		return 101;
	}
	else if(pid>0){
		printf("I am parent,wait for child die\n");
		int status;
		pid_t wpid = wait(&status);
		printf("wait ok,wpid = %d,pid = %d\n",wpid,pid);
		//正常死亡WIFEXITED
		if(WIFEXITED(status)){
			printf("child exit with %d\n:",WEXITSTATUS(status));
		}
		//非正常死亡
		if(WIFSIGNALED(status)){
			printf("child killed by %d:",WTERMSIG(status));
		}
	}
}

子进程正常死亡运行结果：

子进程一直运行时（while(1)），kill掉之后运行结果：

3.2 waitpid

作用同wait，但可指定pid进程清理，可以不阻塞。
waitpid函数的原型是：

#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>

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

返回值：

• 成功：返回清理掉的子进程ID；
• 失败：-1(出错，无子进程)；
• 返回0值，参3传WNOHANG，且子进程正在运行。

pid：
从参数的名字pid和类型pid_t 就可以看出，这里需要的是一个进程ID。当pid取不同的值时，在这里有不同的意义。

• pid >0时，回收指定ID的子进程，只等待进程ID等于pid的子进程，不管其他已经有多少个子进程运行结束退出了，只要指定的子进程还没结束，waitpid就会一直等下去；
• pid = -1时，回收任意子进程（相当于wait），等待任何一个子进程退出，没有 任何限制；
• pid = 0时，回收和当前调用waitpid一个组的所有子进程，如果 子进程已经加入了别的进程组，waitpid不会对它做任何理睬；
• pid < -1时，回收指定进程组内的任意子进程，这个进程组的ID等于pid的绝对值；

options：

• 0：（相当于wait）阻塞回收
• WNOHANG：非阻塞回收，用轮询结构回收。

3.3 wait和waitpid的区别

·在一个子进程终止前，wait使其调用者阻塞，而waitpid则提供了非阻塞版本；
·waitpid等待一个指定的子进程，而wait等待第一个终止的子进程；
·waitpid支持作业控制（以WUNTRACED选项，由pid指定的任一子进程状态，且其状态自暂停以来还未报告过，则返回其状态）；
注意：一次wait或waitpid调用只能清理一个子进程，清理多个子进程应使用循环。

wait循环回收：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>

int main(){
    int n =5; 
    int i =0;
    pid_t pid;
    for(i=0;i<5;++i){
        pid = fork();
        if(pid==0){
            printf("I am child,pid=%d\n",getpid());
            break;
        }
    }
    sleep(i);
    if(i==5){
        for(i=0;i<5;++i){
            pid_t wpid = wait(NULL);
            printf("wpid = %d\n",wpid);
        }
        while(1){
            sleep(1);
        }
    }
    return 0;
}

运行结果：

waitpid循环回收：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>

int main(){
    int n =5; 
    int i =0;
    pid_t pid;
    for(i=0;i<5;++i){
        pid = fork();
        if(pid==0){
            break;
        }
    }
    
    if(i==5){
        // parent 
        printf("I am parent!\n");
        // 如何使用waitpid回收？  -1 代表子进程都死了，都收了
        while(1){
            pid_t wpid = waitpid(-1,NULL,WNOHANG);
            if(wpid == -1){
                break;
            }else if(wpid > 0){
                printf("wairpid wpid = %d\n",wpid);
            }
        }
        while(1){
            sleep(1);
        }
    }
    if(i<5){
        // sleep(i);
        printf("I am child,i = %d,pid = %d\n",i,getpid());
    }
    return 0;
}

运行结果：