linux - 有人可以解释一下这是如何工作的吗？fork(),sleep()

Question

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

int main(void)

{
  pid_t pids[10];
  int i;

for (i = 9; i >= 0; --i) {
    pids[i] = fork();
    if (pids[i] == 0) {
        printf("Child%d\n",i);
        sleep(i+1);
        _exit(0);
    }
}

for (i = 9; i >= 0; --i){
    printf("parent%d\n",i);
    waitpid(pids[i], NULL, 0);
    }
return 0;
}

这里发生了什么？ sleep() 如何在 for 循环中执行？什么时候被调用？这是输出:

parent9
Child3
Child4
Child2
Child5
Child1
Child6
Child0
Child7
Child8
Child9  //there is a pause here
parent8
parent7
parent6
parent5
parent4
parent3
parent2
parent1
parent0

请解释这个输出。我无法理解它是如何工作的。逐步分析会很棒。

Answer 1

在第一个循环中，原始(父)进程派生了 10 个自身副本。这些子进程中的每一个(通过 fork() 返回零的事实检测到)打印一条消息，休眠，然后退出。所有的 child 基本上都是在同一时间创建的(因为 parent 在循环中做的很少)，所以当他们每个人第一次被安排时它有点随机 - 因此他们的消息的顺序是困惑的。

在循环中，构建了一个子进程 ID 数组。在所有 11 个进程中都有 pids[] 数组的副本，但只有在父进程中它是完整的 - 每个子进程中的副本将缺少编号较小的子 PID，并且对于自己的PID。 (这并不重要，因为只有父进程实际使用这个数组。)

第二个循环只在父进程中执行(因为在此之前所有子进程都已退出)，并等待每个子进程退出。它等待先睡了 10 秒的 child ；所有其他人早已退出，因此所有消息(除了第一条)都快速连续出现。这里不可能随机排序，因为它是由单个进程中的循环驱动的。请注意，第一条父消息实际上出现在任何子消息之前 - 在任何子进程能够启动之前，父消息能够继续进入第二个循环。这又是进程调度程序的随机行为——“parent9”消息可能出现在“parent8”之前的序列中的任何位置。

我看到你用“zombie-processes”标记了这个问题。 Child0 到 Child8 在这种状态下花费一秒或多秒，在它们退出的时间和父对它们执行 waitpid() 的时间之间。父进程在退出之前已经在等待 Child9，因此一个进程基本上没有时间成为僵尸。

如果每个循环中有两条消息 - 一条在 sleep/waitpid 之前和之后，则此示例代码可能会更有启发性。颠倒第二个循环的顺序(或等效地，将第一个循环更改为 sleep(10-i))也是有益的。