(转) Linux 的僵尸(zombie)进程

 

原文地址:  http://coolshell.cn/articles/656.html

可能很少有人意识到，在一个进程调用了exit之后，该进程 并非马上就消失掉，而是留下一个称为僵尸进程（Zombie）的数据结构。在Linux进程的5种状态中，僵尸进程是非常特殊的一种，它已经放弃了几乎所 有内存空间，没有任何可执行代码，也不能被调度，仅仅在进程列表中保留一个位置，记载该进程的退出状态等信息供其他进程收集，除此之外，僵尸进程不再占有 任何内存空间。

僵尸进程的来由，要追溯到Unix，Unix的设计者们设计这个东西并非是因为闲来无事想装装酷什么的。上面说到，僵尸进程中保存着很多对程序员和系统管理员非常重要的信息，首先，这个进程是怎么死亡的？是正常退出呢，还是出现了错误，还是被其它进程强迫退出的？也就是说，这个程序的退出码是什么？其次，这个进程占用的总系统CPU时间和总用户CPU时间分别是多少？发生页错误的数目和收到信号的数目。这些信息都被存储在僵尸进程中，试想如果没有僵尸进程，进程执行多长我们并不知道，一旦其退出，所有与之相关的信息都立刻都从系统中清除，而如果此时父进程或系统管理员需要用到，就只好干瞪眼了。

 

所以，进程退出后，系统会把该进程的状态变成Zombie，然后给上一定的时间等着父进程来收集其退出信息，因为可能父进程正忙于别的事情来不及收集，所以，使用Zombie状态表示进程退出了，正在等待父进程收集信息中。

Zombie进程不可以用kill命令清楚，因为进程已退出，如果需要清除这样的进程，那么需要清除其父进程，或是等很长的时间后被内核清除。因为Zombie的进程还占着个进程ID号呢，这样的进程如果很多的话，不利于系统的进程调度。

下面，让我们来看看一个示例：

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/* zombie.c */ #include <sys/types.h> #include <unistd.h>  main() {     pid_t pid;      pid=fork();     if(pid<0) { /* 如果出错 */          printf("error occurred!\n");     }else if(pid==0){ /* 如果是子进程 */          exit(0);     }else{  /* 如果是父进程 */          sleep(60);  /* 休眠60秒 */          wait(NULL); /* 收集僵尸进程 */     } }

编译这个程序：

1	$ cc zombie.c -o zombie

后台运行程序，以使我们能够执行下一条命令

1 2	$ ./zombie & [1] 1217

列一下系统内的进程

1 2 3 4 5 6

$ ps -ax ... ... 1137   pts/0   S   0:00   -bash 1217   pts/0   S   0:00   ./zombie 1218   pts/0   Z   0:00   [zombie] 1578   pts/0   R   0:00   ps   -ax

其中的”Z”就是僵尸进程的标志，它表示1218号进程现在就是一个僵尸进程。

收集Zombie进程的信息，并终结这些僵尸进程，需要我们在父进程中使用waitpid调用和wait调用。这两者的作用都是收集僵尸进程留下的信息，同时使这个进程彻底消失。

 

个人总结:

 

1 僵尸进程的用途

存储进程占用的总系统CPU时间和总用户CPU时间分别是多少？

发生页错误的数目和收到信号的数目.进程退出的状态, 

供回收者查看

 

2 什么是僵尸进程

僵尸进程不是真正的进程, 它是一种状态, 进程一退出就成为了僵尸进程,

只有三种方法才能回收僵尸进程

(1) 父进程显示地调用wait和waitpid回收之

(2) 杀死父进程, 僵尸进程就会过继给 init, init 始终会负责清理僵尸进程

(3) 重启系统

所以,  如果父进程不调用 wait 和 waitpid 回收僵尸进程, 在父进程活着的情况下, 

僵尸进程将一直存在下去

注意, 不能通过 kill  发信号退出, 因为僵尸进程已退出, 无法接受信号

 

3 僵尸进程的危害

这样的进程如果很多的话，塞满process table, 不利于系统的进程调度

 

4  区别僵尸进程与孤儿进程

如果父进程先于子进程退出,  子进程就成为了孤儿进程, 没有父亲的孩子

统统都送到孤儿院 init 进程领养.

孤儿进程的特点是:　父亲死了, 我还活着, 我是孤儿

僵尸进程的特点是: 我死了, 父亲还活着, 但它不给我收尸

 

5 如何防止僵尸进程的产生

(1) 阻塞方式:  父进程显示的调用 wait 或 waitpid 回收僵尸进程

(2) 异步方式:  父进程捕捉 SIGCHLD 信号, 然后调用 wait 或 waitpid 回收僵尸进程

 

6 正确地回收僵尸进程。

如果父进程很忙，就采用异步回收的方式，捕捉 SIGCHLD 信号，其处理函数为：

void sig_chld(int signo)
{
    pid_t pid;
    int stat;

    pid = wait(&stat);
    printf("child %d terminated\n", pid);
}

 

这里存在一个问题，如果多个子进程同时退出，同时产生SIGCHLD信号，

而SIGCHLD是不可靠信号，不支持排队。所以可能只会捕捉到一次，在这种

情况下，只有一个子进程被回收，其它子进程将变成僵尸进程。

 

解决办法是收到SIGCHLD信号后，不是只回收一个子进程，而是回收所有退出了的子进程。

考虑在信号处理函数内循环调用wait， 当没有子进程退出时，wait会一直阻塞，信号处理函数

将无法返回。我们需要的是 waitpid，通过设置 WNOHANG 选项，在没有子进程退出时，

waitpid 返回 -1， 这时 退出循环，信号处理函数返回。

 

void sig_chld(int signo)
{
    pid_t pid;
    int stat;

    while ((pid = waitpid(-1, &stat, WNOHANG)) > 0) {
        printf("child %d terminated\n", pid);
    }
}