在fork函数执行完毕后，如果创建新进程成功，则出现两个进程，一个是子进程，一个是父进程。在子进程中，fork函数返回0，在父进程中，fork返回新创建子进程的进程ID（>0）。我们可以通过fork返回的值来判断当前进程是子进程还是父进程。

1．进程的创建
编写一段程序，使用系统调用fork( )创建两个子进程。当此程序运行时，在系统中有一个父进程和两个子进程活动。让每一个进程在屏幕上显示一个字符；子进程显示字符“a”，父进程分别显示字符“b”和“c”。试观察记录屏幕上的显示结果，并分析原因。

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int main()
{int p1,p2;if(p1=fork())               //p1进程的父进程输出bputchar('b');else{ if(p2=fork())           putchar('c');        //p2进程的父进程输出celse putchar('a');     //p2进程的子进程输出a}
}

p1进程fork之后，p1变为父进程，生成一个p1的子进程，此时作为父进程的p1返回的不是0，好，输出b，此时作为p1的子进程p儿子1由于是返回的0所以进入else判断区域，此时遇到了p2进程，同样上面操作，在p儿子1手下{p2作为了父亲输出了c，p2儿子输出了a}但是是由于两个进程就是独立个体，各自运行，互不干扰，父子进程谁先执行不由fork决定，而是由系统当前环境和进程调度算法决定，因此根据个人系统情况不同，打出上述所有的顺序都不一定。

2．进程的控制 <任务> 修改已编写好的程序，将每个程序的输出由单个字符改为一句话，再观察程序执行时屏幕上出现的现象，并分析其原因。如果在程序中使用系统调用lockf()来给每个程序加锁，可以实现进程之间的互斥，观察并分析出现的现象。

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int main()
{int p1,p2,i;if(p1=fork())for(i=0;i<500;i++)printf("child %d\n",i);else{ if(p2=fork())for(i=0;i<500;i++) printf("son %d\n",i);elsefor(i=0;i<500;i++)  printf("daughter %d\n",i);}
}

输出的过程是不会被打断的，能完整输出一条语句，但是每条语句之间的顺序还是不确定的

child….
son…
daughter…
daughter…
或child
…son
…child
…son
…daughter
分析：由于函数printf()输出的字符串之间不会被中断，因此，字符串内部的字符顺序输出时不变。但是 , 由于进程并发执行时的调度顺序和父子进程的抢占处理机问题，输出字符串的顺序和先后随着执行的不同而发生变化。这与打印单字符的结果相同。
#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
int main()
{int p1,p2,i;if(p1=fork()){lockf(1,1,0);for(i=0;i<500;i++)  printf("child %d\n",i);lockf(1,0,0);}else{if(p2=fork()){ lockf(1,1,0);for(i=0;i<500;i++)  printf("son %d\n",i);lockf(1,0,0);}else{ lockf(1,1,0);for(i=0;i<500;i++)  printf("daughter %d\n",i);lockf(1,0,0);}}
}

lockf(1,1,0)是锁定屏幕输出，不让其他进程可以输出到屏幕，lockf(1,0,0)则是解锁，使得每一个for循环都能完整执行并输出，但是三个输出的顺序依然不定。大致与未上锁的输出结果相同，也是随着执行时间不同，输出结果的顺序有所不同。 分析：因为上述程序执行时，不同进程之间不存在共享临界资源（其中打印机的互斥性已有由操作系统保证）问题，所以，加锁与不加锁效果相同。

3．软中断通信 〈任务1〉 编制一段程序，使用系统调用fork()创建两个子进程，再用系统调用signal()让父进程捕捉键盘上来的中断信号（即按ctrl+c键），当捕捉到中断信号后，父进程用系统调用kill()向两个子进程发出信号，子进程捕捉到信号后，分别输出下列信息后终止： child process1 is killed by parent! child process2 is killed by parent! 父进程等待两个子进程终止后，输出以下信息后终止： parent process is killed!

<程序流程图>

SIGINT信号：程序终止(interrupt)信号, 在用户键入INTR字符(通常是Ctrl-C)时发出，用于通知前台进程组终止进程。接收默认处理：接收默认处理的进程通常会导致进程本身消亡。例如连接到终端的进程，用户按下CTRL+c，将导致内核向进程发送一个SIGINT的信号，进程如果不对该信号做特殊的处理，系统将采用默认的方式处理该信号，即终止进程的执行。

#include<stdio.h>
#include<signal.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<wait.h>
void waiting(), stop(),alarming();
int wait_mark;int main()
{int p1, p2;if (p1 = fork())             /*创建子进程p1*/{//子进程1创建成功，当前运行的是子进程1的父进程if (p2 = fork())            /*创建子进程p2*/{//子进程2创建成功，当前运行的是子进程2的父进程wait_mark = 1;signal(SIGINT, stop);       //不到5s就捕获CTRL+C信号，执行stop操作signal(SIGALRM,alarming);   //接收到SIGALRM信号，执行alarming操作waiting();                 //如果捕捉到此时wait_mark=0不等待kill(p1, 16);              //向p1进程发16中断发生的信号wait(0);                   //阻塞父进程等待中断16发生后终止子进程1kill(p2, 17);              //向p1进程发17中断发生的信号wait(0);                   //阻塞父进程等待中断17发生后终止子进程2printf("parent process is killed!\n");exit(0);                 //终止父进程}else{//当前是在子进程2创建成功的条件下运行的是子进程的2的子进程wait_mark = 1;signal(17,stop);signal(SIGINT,SIG_IGN);while(wait_mark!=0);lockf(1, 1, 0);printf("child process2  is killed by parent!\n");lockf(1, 0, 0);exit(0);}}else{//当前是在子进程1创建成功的条件下运行的是子进程1的子进程wait_mark = 1;signal(16,stop);                 //接收到中断16发生的信号，置wait_mark为0signal(SIGINT,SIG_IGN);          //CTRL+C信号发生时，都会接收到信号，会把子进程给结束，所以要屏蔽掉。while(wait_mark!=0);            //wait_mark不为0会锁死在这，这就是5s内都不干程序也什么都不干的原因lockf(1, 1, 0);printf("child process1 is killed by parent!\n");lockf(1, 0, 0);exit(0);}
}void waiting()
{sleep(5);                   //5s后唤醒if(wait_mark!=0)kill(getpid(),SIGALRM);  //如果5s之后检测wait_mark不是0，发出SIGALRM信号
}
void alarming()
{wait_mark=0;
}
void stop()
{wait_mark = 0;
}

〈任务2〉 在上面的任务1中，增加语句signal(SIGINT,SIG_IGN)和语句signal(SIGQUIT,SIG_IGN)，观察执行结果，并分析原因。这里，signal(SIGINT,SIG_IGN)和signal(SIGQUIT,SIG_IGN)分别为忽略键信号以及忽略中断信号。

int kill(pid_t pid, intsignum);  功能：给指定进程发送信号。

注意：使用 kill() 函数发送信号，接收信号进程和发送信号进程的所有者必须相同，或者发送信号进程的所有者是超级用户。

参数：pid: 取值有 4 种情况 :pid > 0: 将信号传送给进程 ID 为 pid 的进程。

pid = 0: 将信号传送给当前进程所在进程组中的所有进程。

pid = -1: 将信号传送给系统内所有的进程。

pid < -1: 将信号传给指定进程组的所有进程。这个进程组号等于 pid 的绝对值。

signum: 信号的编号，这里可以填数字编号，也可以填信号的宏定义，可以通过命令 kill -l ("l" 为字母 ) 进行相应查看。

返回值：

成功：0

失败：-1

waitpid系统调用在Linux函数库中的原型是：

     #include <sys/types.h> /* 提供类型pid_t的定义 */

     #include <sys/wait.h>

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

从本质上讲，系统调用waitpid和wait的作用是完全相同的，但waitpid多出了两个可由用户控制的参数pid和options，从而为我们编程提供了另一种更灵活的方式。下面我们就来详细介绍一下这两个参数：

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

      pid>0时，只等待进程ID等于pid的子进程，不管其它已经有多少子进程运行结束退出了，只要指定的子进程还没有结束，waitpid就会一直等下去。
      pid=-1时，等待任何一个子进程退出，没有任何限制，此时waitpid和wait的作用一模一样。
      pid=0时，等待同一个进程组中的任何子进程，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，等待一个指定进程组中的任何子进程，这个进程组的ID等于pid的绝对值。

status如果不为空，会把状态信息写到它指向的位置，返回值：成功返回等待子进程的pid，失败返回-1

options：options提供了一些额外的选项来控制waitpid，目前在Linux中只支持WNOHANG和WUNTRACED两个选项，这是两个常数，可以用"|"运算符把它们连接起来使用，比如：

     ret = waitpid(-1,  NULL,  WNOHANG | WUNTRACED);

如果我们不想使用它们，也可以把options设为0，如：

     ret = waitpid(-1,  NULL,  0);

如果使用了WNOHANG参数调用waitpid，即使没有子进程退出，它也会立即返回，不会像wait那样永远等下去。

僵尸进程

当一个子进程先于父进程结束运行时，它与其父进程之间的关联还会保持到父进程也正常地结束运行，或者父进程调用了wait才告终止。

子进程退出时，内核将子进程置为僵尸状态，这个进程称为僵尸进程，它只保留最小的一些内核数据结构，以便父进程查询子进程的退出状态。

进程表中代表子进程的数据项是不会立刻释放的，虽然不再活跃了，可子进程还停留在系统里，因为它的退出码还需要保存起来以备父进程中后续的wait调用使用。它将称为一个“僵进程”。

如何避免僵尸进程

  1. 调用wait或者waitpid函数查询子进程退出状态，此方法父进程会被挂起。
  2. 如果不想让父进程挂起，可以在父进程中加入一条语句: signal(SIGCHLD,SIG_IGN);表示父进程忽略SIGCHLD信号，该信号是子进程退出的时候向父进程发送的
  3. 注册信号处理函数，在信号处理函数总调用 wait 函数。

SIGCHLD 信号

当子进程退出的时候，内核会向父进程发送SIGCHLD信号，子进程的退出是个异步事件（子进程可以在父进程运行的任何时刻终止）

如果不想让子进程编程僵尸进程可在父进程中加入：signal(SIGCHLD,SIG_IGN);

如果将此信号的处理方式设为忽略，可让内核把僵尸子进程转交给init进程去处理，省去了大量僵尸进程占用系统资源。（父进程忽略了 SIGCHLD信号之后，会将僵尸子进程转交给init进程给处理，这样子就不保存父子关系了吗？）。

wait() 函数

#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，直到有一个出现为止。

参数status用来保存被收集进程退出时的一些状态，它是一个指向int类型的指针。但如果我们对这个子进程是如何死掉的毫不在意，只想把这个僵尸进程消灭掉，（事实上绝大多数情况下，我们都会这样想），我们就可以设定这个参数为NULL，就象下面这样：

                    `pid = wait(NULL)`

如果成功，wait会返回被收集的子进程的进程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

  1. wait系统调用会使父进程暂停执行，直到它的一个子进程结束为止。
  2. 返回的是子进程的PID，它通常是结束的子进程
  3. 状态信息允许父进程判定子进程的退出状态，即从子进程的main函数返回的值或子进程中exit语句的退出码。
  4. 如果status不是一个空指针，状态信息将被写入它指向的位置

  5. waitpid() 函数

    waitpid() 是一个非常有用的函数，不单单可以等待子进程。 还可以等待进程组中的任意一个进程。 可以看到 wait() 函数实际上是 waitpid() 函数的特例。

    #include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);
参数:
status:如果不是空，会把状态信息写到它指向的位置，与wait一样
options：允许改变waitpid的行为，最有用的一个选项是WNOHANG,它的作用是防止waitpid把调用者的执行挂起 （也就是不阻塞父进程）

    对于waitpid的p i d参数的解释与其值有关：
    pid == -1 等待任一子进程。于是在这一功能方面waitpid与wait等效。

    pid > 0 等待其进程I D与p i d相等的子进程。

    pid == 0 等待其组I D等于调用进程的组I D的任一子进程。换句话说是与调用者进程同在一个组的进程。

    pid < -1 等待其组I D等于p i d的绝对值的任一子进程

    wait与waitpid区别：

    在一个子进程终止前， wait 使其调用者阻塞，而waitpid 有一选择项，可使调用者不阻塞。
    waitpid并不等待第一个终止的子进程—它有若干个选择项，可以控制它所等待的特定进程。
    实际上wait函数是waitpid函数的一个特例。waitpid(-1, &status, 0);

原文链接：

https://blog.csdn.net/wyhh_0101/article/details/83933308

必看！！！！绝了：https://www.cnblogs.com/Anker/p/3271773.html

https://www.cnblogs.com/lsgxeva/p/8051446.html

#include<stdio.h>
#include<signal.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<wait.h>int pid1,pid2;int EndFlag=0;int pf1=0;int pf2=0;void IntDelete()
{kill(pid1,16);kill(pid2,17);EndFlag=1;
}void Int1()
{printf("child process 1 is killed !by parent\n");exit(0);
}
void Int2()
{printf("child process 2 is killed !by parent\n");exit(0);
}int main()
{int exitpid;signal(SIGINT,SIG_IGN);      //对产生的SIGINT信号进行屏蔽，按下CTRL+C没反应signal(SIGQUIT,SIG_IGN);     //对中断信号进行屏蔽if(pid1=fork())        {//进入pid1的父进程signal(SIGUSR1,Int1);      //用户自定义signal1中断信号，如果接受到执行Int1signal(SIGINT,SIG_IGN);    //屏蔽CTRL+C信号pause();exit(0);}else{//进入Pid1的子进程if(pid2=fork()){//进入pid2的父进程signal(SIGUSR1,Int2);     用户自定义signal2中断信号，如果接受到执行Int2signal(SIGINT,SIG_IGN);   //屏蔽所有信号pause();exit(0);}else{//进入pid2的子进程，此时pid1=0,pid2=0signal(SIGINT,IntDelete);   //调用kill()将信号传送给当前进程所在进程组中的所有进程waitpid(-1,&exitpid,0);    //阻塞式等待printf("parent process is killed\n");  //只能输出这一个，其他的全被屏蔽了exit(0);}}
}

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