僵尸进程

什么是僵尸进程?

首先要说说Linux下进程的几种状态,这在任何一本将Linux内核的书里面都可以看到,不同于教科书,具体设计一个操作系统的时候要考虑到实用性,所以Linux里面进程的状态要更实际一些,创建是不需要状态的:

1、可执行状态(TASK_RUNNING):相当于把教科书里面的就绪态和运行态放在了一块

2、可中断的睡眠状态(TASK_INTERRUPTIBLE):相当于教科书里面的睡眠状态

3、不可中断的睡眠状态(TASK_UNINTERRUPTIBLE):这个很少用

4、暂停状态(TASK_STOPPED):进程的执行被暂停

5、跟踪状态(TASK_TRACED):当另一个进程被另一个进程监控时,相当于为了调试用的

6、僵死状态(EXIT_ZOMBIE):一种特殊的状态,PCB还在,看是进程占有的资源不在了

7、僵死撤销状态(EXIT_DEAD):相当于教科书里面的终止状态

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,换句话说,如果一个进程结束后,他的pcb没有被回收,那么他就会变成一个。

Linux为什么要弄一个僵死状态?

由于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:在每个进程退出的时候,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,退出状态the termination status of the process,运行时间the amount of CPU time taken by the process等)。直到父进程通过wait/waitpid来取时才释放.但这样就导致了问题,如果进程不调用wait/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,但是系统所能使用的进程号是有限的,如果大量的产生僵死进程,将因为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。

如果避免僵尸进程

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。

2、如果父进程很忙,那么可以用signal函数为SIGCHLD安装handler,因为子进程结束后, 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(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、还有一些技巧,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会回收。不过子进程的回收 还要自己做。

<think> 嗯,用户想了解僵尸进程和孤儿进程的概念、产生原因、影响及处理方法。看了用户提供的四篇站内引用,内容都很相关,需要整合这些信息给出系统性的解释。 用户对僵尸进程和孤儿进程的理解可能存在误区。比如引用[1]中提到僵尸进程的元凶是父进程,而引用[2][3][4]都强调僵尸进程的产生是因为父进程没有正确处理子进程退出信号。需要澄清这些概念的区别。 孤儿进程的产生原因比较明确,就是父进程先于子进程退出(引用[1][2])。这里有个有趣的细节:孤儿进程会被init进程接管,这是Unix系统的设计特性。 关于影响方面,引用[1]提到僵尸进程过多会占用系统进程表资源。但引用[2]特别指出僵尸进程不占用内存和CPU,这点很重要,需要强调。用户可能担心资源耗尽问题,但实际危害是有限的。 处理方法上,四篇引用都指向同一个核心方案:正确处理SIGCHLD信号。引用[3][4]提到的wait/waitpid是关键技术点。突然想到用户可能还关心如何预防,这需要补充编程实践的建议。 用户提供的资料里有个矛盾点:引用[1]说守护进程会清理僵尸进程,但标准定义中守护进程并不负责这个。需要指出这个差异,避免用户误解。 最后考虑设计相关问题。用户既然问概念,可能后续会想了解实际编程中的处理技巧,或者如何在现有系统中排查这类问题。准备的问题要覆盖概念理解和实践操作两个维度。 </think> ### 僵尸进程和孤儿进程详解 #### **一、概念** 1. **僵尸进程Zombie Process)** 子进程退出后,内核会保留其退出状态信息(PCB)直到父进程读取。若父进程**未调用 `wait()`/`waitpid()`** 回收子进程状态,该子进程成为僵尸进程(状态为 `Z`)[^3][^4]。 **特点**: - 不占用内存和CPU资源 - 占用系统**进程表项**(PID不可重用)[^2] *示例*:`ps aux` 中状态为 `Z` 的进程。 2. **孤儿进程(Orphan Process)** 父进程**先于子进程退出**,子进程成为孤儿进程,会被 **`init` 进程(PID=1)接管**并自动回收资源[^1][^2]。 **特点**: - 无害,系统自动处理 - 不会长期占用资源 --- #### **二、产生原因** | **进程类型** | **触发场景** | **关键机制** | |--------------|---------------------------------------------|----------------------------------| | 僵尸进程 | 父进程未处理子进程的 `SIGCHLD` 信号 | 子进程退出时发送 `SIGCHLD`[^3][^4] | | 孤儿进程 | 父进程意外终止(如被 `kill` 或崩溃) | `init` 进程自动接管[^1][^2] | --- #### **三、影响对比** | **类型** | **资源占用** | **系统危害** | **处理方** | |------------|--------------------|----------------------------------|------------------| | 僵尸进程 | 占用进程表项 | 大量堆积导致新进程无法创建 | 需手动回收 | | 孤儿进程 | 短暂占用后自动释放 | 无害 | `init` 自动回收 | > 📌 **关键区别**:僵尸进程因**父进程不作为**产生;孤儿进程因**父进程消失**产生[^1][^2]。 --- #### **四、处理方法** 1. **僵尸进程的解决** - **终止父进程**:父进程退出后,僵尸进程成为孤儿进程,被 `init` 回收[^1]。 ```bash kill -9 <父进程PID> # 强制终止父进程 ``` - **修改父进程代码**: ```c signal(SIGCHLD, SIG_IGN); // 忽略SIGCHLD信号(仅Linux支持) 或 while (waitpid(-1, NULL, WNOHANG) > 0); // 非阻塞回收所有子进程 ``` 2. **孤儿进程的预防** - 父进程使用 `waitpid()` **主动回收子进程**: ```c pid_t pid = fork(); if (pid == 0) { /* 子进程逻辑 */ exit(0); } else { waitpid(pid, NULL, 0); } // 父进程阻塞等待回收 ``` - 创建**守护进程**时需双重 `fork()`,确保孙子进程由 `init` 接管[^1]。 --- #### **五、编程实践建议** - **避免僵尸进程**:父进程必须通过 `wait()` 系列函数或注册 `SIGCHLD` 处理函数回收子进程[^4]。 - **处理孤儿进程**:无需额外操作,系统自动回收。 - **守护进程设计**:若需长期运行,应剥离与控制终端的关联,避免产生孤儿进程群[^1]。 ```c // 典型防僵尸进程代码(SIGCHLD处理) void sigchld_handler(int sig) { while (waitpid(-1, NULL, WNOHANG) > 0); // 非阻塞回收所有僵尸子进程 } int main() { signal(SIGCHLD, sigchld_handler); // 注册信号处理器 // ... 主逻辑 ... } ``` > 💡 **核心原则**:子进程退出状态必须被父进程或 `init` 读取,否则成为僵尸进程[^2][^4]。 ---
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