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僵尸进程

 
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参考文档:

http://linuxme.blog.51cto.com/1850814/351133

http://www.lupaworld.com/article-216737-1.html

 

僵尸进程

 

当一个进程结束时,linux系统将产生一个SIGCHLD信号通知其父进程.

 

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:

 

 

01 /* zombie.c */

02 #include <sys/types.h>

03 #include <unistd.h>  main()

04 {

05     pid_t pid; 

06     pid=fork();

07     if(pid<0) { /* 如果出错 */ 

08         printf(error occurred! );

09     }else if(pid==0){ /* 如果是子进程 */ 

10         exit(0);

11     }else{  /* 如果是父进程 */ 

12         sleep(60);  /* 休眠60秒 */ 

13         wait(NULL); /* 收集僵尸进程 */

14     }

15 }

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 $ ./zombie &

2 [1] 1217

列一下系统内的进程

 

 

1 $ ps -ax

2 ... ...

3 1137   pts/0   S   0:00   -bash

4 1217   pts/0   S   0:00   ./zombie

5 1218   pts/0   Z   0:00   [zombie]

6 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。

 

 

 

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Linux的僵尸进程及其解决方法
 
  1. 产生原因:
 
  在UNIX 系统中,一个进程结束了,但是他的父进程没有等待(调用wait / waitpid)他,那么他将变成一个僵尸进程。通过ps命令查看其带有defunct的标志。僵尸进程是一个早已死亡的进程,但在进程表(processs table)中仍占了一个位置(slot)。
 
  但是如果该进程的父进程已经先结束了,那么该进程就不会变成僵尸进程。因为每个进程结束的时候,系统都会扫描当前系统中所运行的所有进程,看看有没有哪个进程是刚刚结束的这个进程的子进程,如果是的话,就由Init进程来接管他,成为他的父进程,从而保证每个进程都会有一个父进程。而Init进程会自动wait其子进程,因此被Init接管的所有进程都不会变成僵尸进程。
 
  2. 原理分析:
 
  每个Unix进程在进程表里都有一个进入点(entry),核心进程执 行该进程时使用到的一切信息都存储在进入点。当用 ps 命令察看系统中的进程信息时,看到的就是进程表中的相关数据。当以fork()系统调用建立一个新的进程后,核心进程就会在进程表中给这个新进程分配一个 进入点,然后将相关信息存储在该进入点所对应的进程表内。这些信息中有一项是其父进程的识别码。
 
  子进程的结束和父进程的运行是一个异步过程,即父进程永远无法预测子进程到底什么时候结束。那么会不会因为父进程太忙来不及 wait 子进程,或者说不知道子进程什么时候结束,而丢失子进程结束时的状态信息呢?不会。因为UNIX提供了一种机制可以保证,只要父进程想知道子进程结束时的状态信息,就可以得到。这种机制就是:当子进程走完了自己的生命周期后,它会执行exit()系统调用,内核释放该进程所有的资源,包括打开的文件,占用的内存等。但是仍然为其保留一定的信息(包括进程号the process ID,退出码exit code,退出状态the terminationstatus of the process,运行时间the amount of CPU time taken by the process等),这些数据会一直保留到系统将它传递给它的父进程为止,直到父进程通过wait / waitpid来取时才释放。
 
  3.解决方法:
 
  (1) 父进程通过wait和waitpid等函数等待子进程结束,这会导致父进程挂起。
 
  执行wait()或waitpid()系统调用,则子进程在终止后会立即把它在进程表中的数据返回给父进程,此时系统会立即删除该进入点。在这种情形下就不会产生defunct进程。
 
  (2) 如果父进程很忙,那么可以用signal函数为SIGCHLD安装handler。在子进程结束后,父进程会收到该信号,可以在handler中调用wait回收。
 
  (3) 如果父进程不关心子进程什么时候结束,那么可以用signal(SIGCLD, SIG_IGN)或signal(SIGCHLD, SIG_IGN)通知内核,自己对子进程的结束不感兴趣,那么子进程结束后,内核会回收,并不再给父进程发送信号
 
  (4)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会回收。不过子进程的回收还要自己做。

 

 

 

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