孤儿进程与僵尸进程

如果你经常使用 Linux，你应该遇到这个术语“僵尸进程Zombie Processes”。 那么什么是僵尸进程？ 它们是怎么产生的？ 它们是否对系统有害？ 我要怎样杀掉这些进程？ 下面将会回答这些问题。

1、基本概念

　　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。

　　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。

　　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。

2、问题及危害

　　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。

　　孤儿进程是没有父进程的进程，孤儿进程这个重任就落到了init进程身上，init进程就好像是一个民政局，专门负责处理孤儿进程的善后工作。每当出现一个孤儿进程的时候，内核就把孤 儿进程的父进程设置为init，而init进程会循环地wait()它的已经退出的子进程。这样，当一个孤儿进程凄凉地结束了其生命周期的时候，init进程就会代表党和政府出面处理它的一切善后工作。因此孤儿进程并不会有什么危害。

　　任何一个子进程(init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(Zombie)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，但这并不等于子进程不经过僵尸状态。  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。

　　僵尸进程危害场景：

　　例如有个进程，它定期的产 生一个子进程，这个子进程需要做的事情很少，做完它该做的事情之后就退出了，因此这个子进程的生命周期很短，但是，父进程只管生成新的子进程，至于子进程 退出之后的事情，则一概不闻不问，这样，系统运行上一段时间之后，系统中就会存在很多的僵死进程，倘若用ps命令查看的话，就会看到很多状态为Z的进程。 严格地来说，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那个父进程。因此，当我们寻求如何消灭系统中大量的僵死进程时，答案就是把产生大 量僵死进程的那个元凶枪毙掉（也就是通过kill发送SIGTERM或者SIGKILL信号啦）。枪毙了元凶进程之后，它产生的僵死进程就变成了孤儿进 程，这些孤儿进程会被init进程接管，init进程会wait()这些孤儿进程，释放它们占用的系统进程表中的资源，这样，这些已经僵死的孤儿进程 就能瞑目而去了。

3、如何处理僵尸进程

僵尸进程的产生是因为父进程没有 wait() 子进程。所以如果我们自己写程序的话一定要在父进程中通过 wait() 来避免僵尸进程的产生。

当系统中出现了僵尸进程时，我们是无法通过 kill 命令把它清除掉的。但是我们可以杀死它的父进程，让它变成孤儿进程，并进一步被系统中管理孤儿进程的进程收养并清理。

那么如何找出僵尸进程呢？

打开终端并输入下面命令:

ps aux | grep Z

会列出进程表中所有僵尸进程的详细内容。

ps -ef |grep <进程名或者PID>
在显示的输出中，第三列就是该进程的父进程PID，然后可以再使用ps命令来查看父进程的名称
ps -ef |grep <父进程PID>

如何杀掉僵尸进程？

正常情况下我们可以用 SIGKILL 信号来杀死进程，但是僵尸进程已经死了， 你不能杀死已经死掉的东西。 因此你需要输入的命令应该是

kill -s SIGCHLD pid

将这里的 pid 替换成父进程的进程 id，这样父进程就会删除所有以及完成并死掉的子进程了。

你可以把它想象成：

"你在道路中间发现一具尸体，于是你联系了死者的家属，随后他们就会将尸体带离道路了。"

不过许多程序写的不是那么好，无法删掉这些子僵尸（否则你一开始也见不到这些僵尸了）。 因此确保删除子僵尸的唯一方法就是杀掉它们的父进程。

<?php
 
/**
 * PHP Linux Cli 模式下利用 pcntl_fork实现多进程处理
 * 
 */
 
// 进程数
$processes = 5;
 
// 所有任务就是是为了输出0到9999中的所有数字
// 这些数字将被分成5个块，代表5个进程，
// 当输出的时候我们就可以看到所有进程的执行顺序
$tasks = range ( 0, 9999 );
 
$blocks = array ();
 
// 将任务按进程分块
foreach ( $tasks as $i ) {
	
	$blocks [($i % $processes)] [] = $i;
}
 
foreach ( $blocks as $blockNum => $block ) {
	
	// 通过pcntl得到一个子进程的PID
	$pid = pcntl_fork ();
	
	if ($pid == - 1) {
		// 错误处理：创建子进程失败时返回-1.
		die ( 'could not fork' );
	} else if ($pid) {
		// 父进程逻辑
		// 等待子进程中断，防止子进程成为僵尸进程。
		// WNOHANG为非阻塞进程，具体请查阅pcntl_wait PHP官方文档
		pcntl_wait ( $status, WNOHANG );
	} else {
		// 子进程逻辑
		foreach ( $block as $i ) {
			
			echo "I'm block {$blockNum},I'm  printing:{$i}\n";
			sleep ( 1 );
		}
		
		// 为避免僵尸进程，当子进程结束后，手动杀死进程
		if (function_exists ( "posix_kill" )) {
			posix_kill ( getmypid (), SIGTERM );
		} else {
			system ( 'kill -9' . getmypid () );
		}
		exit ();
	}
}