僵尸进程&孤儿进程

本文介绍了Unix/Linux系统中僵尸进程和孤儿进程的概念及其区别。僵尸进程是指子进程退出但父进程未回收其资源的情况;孤儿进程则是指父进程退出而子进程仍在运行,最终会被init进程收养的情况。

我们知道在unix/linux中,正常情况下,子进程是通过父进程创建的,子进程在创建新的进程。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。 当一个 进程完成它的工作终止之后,它的父进程需要调用wait()或者waitpid()系统调用取得子进程的终止状态。
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,那么子进程的进程描述符仍然保存在系统中。这种进程称之为僵死进程。

孤儿进程
一个父进程退出,而它的一个或多个子进程还在运行,那么那些子进程将成为孤儿进程。孤儿进程将被init进程(进程号为1)所收养,并由init进程对它们完成状态收集工作。

孤儿进程测试:

 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <errno.h>
 #include <unistd.h>
 int main()
  {
      pid_t pid;
      //创建一个进程
     pid = fork();
     //创建失败
     if (pid < 0)
     {
         perror("fork error:");
         exit(1);
     }
     //子进程
     if (pid == 0)
     {
         printf("I am the child process.\n");
         //输出进程ID和父进程ID
         printf("pid: %d\tppid:%d\n",getpid(),getppid());
         printf("I will sleep five seconds.\n");
         //睡眠5s,保证父进程先退出
         sleep(5);
         printf("pid: %d\tppid:%d\n",getpid(),getppid());
         printf("child process is exited.\n");
     }
     //父进程
     else
     {
         printf("I am father process.\n");
         //父进程睡眠1s,保证子进程输出进程id
         sleep(1);
         printf("father process is  exited.\n");
     }
     return 0;
 }

这里写图片描述

僵尸进程测试:

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

  int main()
  {
      pid_t pid;
      pid = fork();
     if (pid < 0)
    {
         perror("fork error:");
         exit(1);
     }
     else if (pid == 0)
     {
         printf("I am child process.I am exiting.\n");
         exit(0);
     }
     printf("I am father process.I will sleep two seconds\n");
     //等待子进程先退出
     sleep(2);
     //输出进程信息
     system("ps -o pid,ppid,state,tty,command");
     printf("father process is exiting.\n");
     return 0;
 }

这里写图片描述

僵尸进程解决办法:通过信号量机制
子进程退出时向父进程发出SIGCHILD信号。在信号处理函数中调用wait进行处理僵尸进程

区分:
一个正常运行的子进程,如果此刻子进程退出,父进程没有及时调用wait或waitpid收回子进程的系统资源,该进程就是僵尸进程,如果系统收回了,就是正常退出,如果一个正常运行的子进程,父进程退出了但是子进程还在,该进程此刻是孤儿进程,被init收养,如果父进程是故意被杀掉,子进程做相应处理后就是守护进程

在操作系统(特别是类Unix系统)中,僵尸进程孤儿进程是描述进程特殊状态的术语,它们都涉及到父子进程之间的关系[^1]。 ### 僵尸进程 僵尸进程是指子进程已经完成了其任务并退出,但父进程没有通过调用`wait`或`waitpid`来获取子进程的退出状态并清除该进程,导致已完成进程的僵尸状态留在进程表中。例如,有个进程定期产生子进程,子进程完成任务后退出,而父进程对其退出后的事情不闻不问,系统运行一段时间后就会存在很多僵死进程。用`ps`命令查看时,会看到很多状态为`Z`的进程。严格来说,僵死进程并不是问题的根源,罪魁祸首是产生出大量僵死进程的父进程僵尸进程会影响可用的进程号,从而导致系统不能产生新的进程[^1][^3][^4]。 ### 孤儿进程 当父进程先于子进程退出时,子进程就会变成孤儿进程。这些孤儿进程会被`init`进程进程ID为1)接管,`init`进程会调用`wait()`函数等待这些孤儿进程,释放它们占用的系统进程表中的资源[^3]。 ### 代码示例 下面是一个简单的C语言代码示例,用于演示僵尸进程孤儿进程的产生: ```c #include &lt;stdio.h&gt; #include &lt;stdlib.h&gt; #include &lt;unistd.h&gt; #include &lt;sys/types.h&gt; #include &lt;sys/wait.h&gt; int main() { pid_t pid; // 创建子进程 pid = fork(); if (pid &lt; 0) { // 出错处理 perror(&quot;fork&quot;); exit(EXIT_FAILURE); } else if (pid == 0) { // 子进程 printf(&quot;子进程正在运行,PID: %d\n&quot;, getpid()); sleep(5); printf(&quot;子进程退出\n&quot;); exit(EXIT_SUCCESS); } else { // 父进程 printf(&quot;父进程正在运行,PID: %d\n&quot;, getpid()); // 父进程不调用wait或waitpid,子进程可能成为僵尸进程 // 这里可以选择让父进程先退出,使子进程成为孤儿进程 // sleep(2); // printf(&quot;父进程退出\n&quot;); // exit(EXIT_SUCCESS); // 等待子进程退出 wait(NULL); printf(&quot;父进程等待子进程退出后退出\n&quot;); } return 0; } ```
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