Linux系统编程——特殊进程之僵尸进程

Posted 2020-09-21 wzzkaifa

僵尸进程（Zombie Process）

进程已执行结束，但进程的占用的资源未被回收。这种进程称为僵尸进程。

在每一个进程退出的时候，内核释放该进程全部的资源、包含打开的文件、占用的内存等。 可是仍然为其保留一定的信息，这些信息主要主要指进程控制块的信息（包含进程号、退出状态、执行时间等）。直到父进程通过 wait() 或 waitpid() 来获取其状态并释放（详细使用方法，请看《等待进程结束》）。 这样就会导致一个问题，假设进程不调用wait() 或 waitpid() 的话， 那么保留的那段信息就不会释放，其进程号就会一直被占用。可是系统所能使用的进程号是有限的，假设大量的产生僵死进程。将由于没有可用的进程号而导致系统不能产生新的进程.此即为僵尸进程的危害，应当避免。

子进程已执行结束，父进程未调用 wait() 或 waitpid() 函数回收子进程的资源是子进程变为僵尸进程的原因。

僵尸进程測试程序例如以下：

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

int main(int argc, char *argv[])
{
    pid_t pid;
    pid = fork();	//创建进程
	
    if( pid < 0 ){ // 出错
        perror("fork error:");
        exit(1);
    }else if( 0 == pid ){ // 子进程
	
        printf("I am child process.I am exiting.\n");
		printf("[son id]: %d\n", getpid() );
		
        exit(0);
    }else if( pid > 0){ // 父进程
		// 父进程没有调用 wati() 或 watipid() 
		sleep(1); // 保证子进程先执行
		printf("I am father process.I will sleep two seconds\n");
		printf("[father id]: %d\n", getpid() );
		
		while(1); // 不让父进程退出
	}
	
    return 0;
}

执行结果：

在终端敲：ps -ef | grep defunct。后面尖括号中是 defunct 的都是僵尸进程。

我们另启一个终端，查看进程的状态。有哪些是僵尸进程：


或者：用ps -e

怎样避免僵尸进程？

1）最简单的方法，父进程通过 wait() 和 waitpid() 等函数等待子进程结束，可是，这会导致父进程挂起。

详细使用方法，请看《进程的控制：结束进程、等待进程结束》。

2）假设父进程要处理的事情非常多。不可以挂起，通过 signal()  函数人为处理信号 SIGCHLD ， 仅仅要有子进程退出自己主动调用指定好的回调函数，由于子进程结束后， 父进程会收到该信号 SIGCHLD ，可以在其回调函数里调用 wait() 或 waitpid() 回收。

关于信号的更具体使用方法，请看《信号中断处理》。


測试代码例如以下：

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

void sig_child(int signo)
{
    pid_t  pid;  
	 
    //处理僵尸进程, -1 代表等待随意一个子进程, WNOHANG代表不堵塞
    while( (pid = waitpid(-1, NULL, WNOHANG)) > 0 ){
		printf("child %d terminated.\n", pid);
	}
}

int main()
{
    pid_t pid;
	
    // 创建捕捉子进程退出信号
	// 仅仅要子进程退出，触发SIGCHLD。自己主动调用sig_child()
    signal(SIGCHLD, sig_child);
	
    pid = fork();	// 创建进程
	
    if (pid < 0){ // 出错
        perror("fork error:");
        exit(1);
    }else if(pid == 0){ // 子进程
        printf("I am child process,pid id %d.I am exiting.\n",getpid());
        exit(0);
		
    }else if(pid > 0){ // 父进程
		sleep(2);	// 保证子进程先执行
		printf("I am father, i am exited\n\n");
		system("ps -ef | grep defunct"); // 查看有没有僵尸进程
	
	}
	
    return 0;
}

执行结果：

3）假设父进程不关心子进程什么时候结束。那么能够用signal（SIGCHLD, SIG_IGN）通知内核，自己对子进程的结束不感兴趣，父进程忽略此信号，那么子进程结束后，内核会回收。 并不再给父进程发送信号。关于信号的更具体使用方法，请看《信号中断处理》。

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

int main()
{
    pid_t pid;
	
    // 忽略子进程退出信号的信号
	// 那么子进程结束后，内核会回收。 并不再给父进程发送信号
    signal(SIGCHLD, SIG_IGN);
	
    pid = fork();	// 创建进程
	
    if (pid < 0){ // 出错
        perror("fork error:");
        exit(1);
    }else if(pid == 0){ // 子进程
        printf("I am child process,pid id %d.I am exiting.\n",getpid());
        exit(0);
		
    }else if(pid > 0){ // 父进程
		sleep(2);	// 保证子进程先执行
		printf("I am father, i am exited\n\n");
		system("ps -ef | grep defunct"); // 查看有没有僵尸进程
	
	}
	
    return 0;
}

执行结果：

4）另一些技巧。就是 fork()  两次，父进程 fork() 一个子进程，然后继续工作，子进程 fork() 一 个孙进程后退出，那么孙进程被 init 接管，孙进程结束后，init （1 号进程）会回收。只是子进程的回收还要自己做。《UNIX环境高级编程》8.6节说的很具体。原理是将子进程成为孤儿进程。从而其的父进程变为 init 进程（1 号进程），通过 init 进程（1 号进程）能够处理僵尸进程。很多其它详情。请看《特殊进程之孤儿进程》。

源代码例如以下：

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

int main()
{
    pid_t  pid;
    //创建第一个子进程
    pid = fork();
	
    if (pid < 0){ // 出错
        perror("fork error:");
        exit(1);
    }else if (pid == 0){//子进程
    
        //子进程再创建子进程
        printf("I am the first child process.pid:%d\tppid:%d\n",getpid(),getppid());
        pid = fork();
        if (pid < 0){
            perror("fork error:");
            exit(1);
        }else if(pid == 0){ // 子进程
			//睡眠3s保证以下的父进程退出，这样当前子进程的父亲就是 init 进程
			sleep(3);
			printf("I am the second child process.pid: %d\tppid:%d\n",getpid(),getppid());
			exit(0);
			
		}else if (pid >0){ //父进程退出
            printf("first procee is exited.\n");
            exit(0);
        }
		
    }else if(pid > 0){ // 父进程
	
		// 父进程处理第一个子进程退出，回收其资源
		if (waitpid(pid, NULL, 0) != pid){
			perror("waitepid error:");
			exit(1);
		}
		
		exit(0);
	}
	
    return 0;
}

执行结果：

全部源代码下载：http://download.csdn.net/download/lianghe_work/8999129