僵尸进程

1.什么是僵尸进程
一个进程使用fork()创建子进程,如果子进程退出,而父进程并没有调用wait()或waitpid()获取子进程的状态信息,那么子进程的某些信息如进程描述符仍然保存在系统中,这种进程称之为僵尸进程

2.实现僵尸进程
在main函数中,创建子进程,然后让父进程睡眠10s,让子进程先终止(注意和孤儿进程例子的区别),这里子进程结束后父进程没有调用wait()/waitpid()函数获取其状态,用ps查看进程状态可以看出子进程为僵尸状态
3.代码

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<errno.h>
int main()
{
   pid_t pid;
   pid = fork();
   if (pid < 0)
   {
     perror("fork failed");
     exit(1);
   }
  if (pid == 0)
   {
     printf("I am child process.\n");       
     printf("I am eexited.\n");
     exit(0);//先让子进程结束
   }
     printf("I am father process.\n");
     sleep(10);//父进程睡眠10s等待子进程退出,又没调用wait()或waitpid()获取其状态
     子进程成为僵尸进程
     printf("father process is exited.\n");
     return 0;
}

4.运行结果:
这里写图片描述
这里写图片描述
这两个运行结果是程序的运行结果,它们之间会有10s的等待,我们可以用此时间来查看子进程到底有没有成为僵尸进程。

查看僵尸进程的方法:在等待的10s中在另一个终端敲命令ps aux | grep a.out(ps aux | grep name是查看进程的状态的),就可以查看进程的状态
这里写图片描述
5.僵尸进程的危害

僵尸进程会在系统中保留其某些信息如进程描述符、进程id等等。以进程id为例,系统中可用的进程id是有限的,如果由于系统中大量的僵尸进程占用进程id,就会导致因为没有可用的进程id系统不能产生新的进程,这种问题可就大了,这就是僵尸进程来的危害,因此大部分情况下,我们都应当避免僵尸进程的产生。

ps:总而言之,僵尸进程带给我们最大的危害就是内存泄露

6.怎么避免僵尸进程的发生

(1)在父进程中显式的读取子进程的状态

示例1

#include<stdio.h>
#include<sys/wait.h>
#include<stdlib.h>
#include<signal.h>
#include<unistd.h>
void handler(int sig)
{
    pid_t ret=0;
    while((ret = waitpid(-1,NULL,WNOHANG))>0)//非阻塞式的等待子进程执行结束
    {
        printf("wait child success!ret is %d\n",ret);
    }
    printf("child quit! pid is %d\n",getpid());
}
int main()
{
    signal(SIGCHLD,handler);
    pid_t pid=fork();
    if(pid==0)
    {
        printf("I am child process. pid is %d\n",getpid());
        sleep(3);
        exit(0);
    }
    while(1)
    {
        printf("father process can something\n");
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

运行结果:
这里写图片描述

(2)用signal函数将SIGCHLD信号的处理动作置为SIG_IGN,这样fork出来的进程在终止时会自动清理掉,不会产生僵尸进程,也不会通知父进程

示例2

#include<stdio.h>
#include<sys/wait.h>
#include<stdlib.h>
#include<signal.h>
#include<unistd.h>
int main()
{
    signal(SIGCHLD,SIG_IGN);
    pid_t pid=fork();
    if(pid==0)
    {
        printf("I am child process. pid is %d\n",getpid());
        sleep(3);
        exit(0);
    }
    while(1)
    {
        printf("father process can something\n");
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

运行结果:这里写图片描述
解析:子进程执行结束,没有通知父进程,此时的进程并没有变为僵尸进程

7.怎么消灭僵尸进程

消灭父进程,那僵尸进程(子进程)就会变为孤儿进程,孤儿进程就会被init进程收养

8.进程的相关知识

任何一个子进程(init进程除外)在exit()之后,并非马上就消失掉,而是留下一个称为僵尸进程的数据结构,等待父进程处理,这是每个子进程在结束时都要经过的阶段。如果子进程在exit()之后,父进程没有来得及处理,这时用ps命令就能看到子进程的状态是"Z".如果父进程能及时处理,可能用ps命令就来不及看到子进程的僵尸状态,如果父进程在子进程结束之前退出,则子进程将由init接管,init将会以父进程的身份对僵尸状态的子进程进行处理

### 处理和终止僵尸进程的方法 在Linux系统中,僵尸进程是已经结束但其退出状态尚未被父进程收集的子进程。这种状态会导致进程表中的资源未被释放,从而引发潜在的资源泄漏问题。以下是一些处理和终止僵尸进程的有效方法。 #### 1. 使用 `wait()` `waitpid()` 系统调用 父进程可以通过调用 `wait()` `waitpid()` 函数来收集子进程的退出状态信息,从而清除僵尸进程[^2]。在实际编程中,确保父进程正确实现这一机制是避免僵尸进程的关键。 ```c #include <sys/types.h> #include <sys/wait.h> #include <unistd.h> int main() { pid_t pid = fork(); if (pid == 0) { // 子进程执行任务 _exit(0); } else { // 父进程等待子进程结束 waitpid(pid, NULL, 0); } return 0; } ``` #### 2. 使用信号处理机制 如果父进程未能主动调用 `wait()` `waitpid()`,可以考虑通过信号处理机制捕获 `SIGCHLD` 信号并清理子进程的状态。这种方法可以在父进程中自动处理僵尸进程的问题[^4]。 ```c #include <signal.h> #include <sys/types.h> #include <sys/wait.h> #include <unistd.h> void handler(int sig) { while (waitpid(-1, NULL, WNOHANG) > 0); } int main() { signal(SIGCHLD, handler); pid_t pid = fork(); if (pid == 0) { // 子进程执行任务 _exit(0); } return 0; } ``` #### 3. 杀死父进程以释放僵尸进程 如果僵尸进程父进程无法正常工作已终止,可以尝试杀死该父进程。此时,僵尸进程会被操作系统交给 `init` 进程(PID为1)接管,`init` 进程会自动调用 `wait()` 收集僵尸进程的状态信息,从而清除僵尸进程[^3]。 ```bash # 查找僵尸进程及其父进程ID ps -A -ostat,ppid,pid,cmd | grep 'Z' # 杀死父进程 kill -9 <PPID> ``` #### 4. 强制终止僵尸进程 尽管直接杀死僵尸进程本身通常无效,因为僵尸进程已经没有实际运行的代码,但可以通过以下方法间接解决: - **重启相关服务**:如果僵尸进程是由某个特定服务产生的,可以尝试重启该服务以清理相关进程。 - **检查程序逻辑**:分析产生僵尸进程的程序代码,确保父进程正确处理子进程的退出状态。 #### 5. 使用 `top` 和 `ps` 命令监控僵尸进程 通过 `top` 和 `ps` 命令可以实时监控系统中的僵尸进程数量,并采取相应措施。 ```bash # 使用 top 命令查看僵尸进程数量 top -b -n 1 | grep "Z" # 使用 ps 命令查找僵尸进程 ps aux | grep 'Z' ``` --- ### 注意事项 - 僵尸进程本身不会占用 CPU 内存资源,但会占用进程表中的条目。因此,及时清理僵尸进程对于高并发环境尤为重要[^4]。 - 如果僵尸进程的数量过多,可能会导致系统无法创建新的进程,最终影响系统的正常运行。 ---
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