僵尸进程[转]

转自http://baike.baidu.com/view/758736.html

 

在fork()/execve()过程中,假设子进程结束时父进程仍存在,而父进程fork()之前既没安装SIGCHLD信号处理函数调用waitpid()等待子进程结束,又没有显式忽略该信号,则子进程成为僵尸进程,无法正常结束,此时即使是root身份kill -9也不能杀死僵尸进程。补救办法是杀死僵尸进程的父进程(僵尸进程的父进程必然存在),僵尸进程成为"孤儿进程",过继给1号进程init,init始终会负责清理僵尸进程。

  僵尸进程是指的父进程已经退出,而该进程dead之后没有进程接受,就成为僵尸进程.(zombie)进程

  怎样产生僵尸进程的:

  一个进程在调用exit命令结束自己的生命的时候,其实它并没有真正的被销毁,而是留下一个称为僵尸进程(Zombie)的数据结构(系统调用exit,它的作用是使进程退出,但也仅仅限于将一个正常的进程变成一个僵尸进程,并不能将其完全销毁)。在Linux进程的状态中,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。它需要它的父进程来为它收尸,如果他的父进程没安装SIGCHLD信

  号处理函数调用wait或waitpid()等待子进程结束,又没有显式忽略该信号,那么它就一直保持僵尸状态,如果这时父进程结束了,那么init进程自动

  会接手这个子进程,为它收尸,它还是能被清除的。但是如果如果父进程是一个循环,不会结束,那么子进程就会一直保持僵尸状态,这就是为什么系统中有时会有很多的僵尸进程。

  怎么查看僵尸进程:

  利用命令ps,可以看到有标记为Z的进程就是僵尸进程。

  怎样来清除僵尸进程:

  1.改写父进程,在子进程死后要为它收尸。具体做法是接管SIGCHLD信号。子进程死后,会发送SIGCHLD信号给父进程,父进程收到此信号后,执行waitpid()函数为子进程收尸。这是基于这样的原理:就算父进程没有调用wait,内核也会向它发送SIGCHLD消息,尽管对的默认处理是忽略,如果想响应这个消息,可以设置一个处理函数。

  2.把父进程杀掉。父进程死后,僵尸进程成为"孤儿进程",过继给1号进程init,init始终会负责清理僵尸进程.它产生的所有僵尸进程也跟着消失。

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  在Linux中可以用

  ps auwx

  发现僵尸进程

  a all w/ tty, including other users 所有窗口和终端,包括其他用户的进程

  u user-oriented 面向用户(用户友好)

  -w,w wide output 宽格式输出

  x processes w/o controlling ttys

  在僵尸进程后面 会标注

  ps axf

  看进程树,以树形方式现实进程列表

  ps axm

  会把线程列出来,在linux下进程和线程是统一的,是轻量级进程的两种方式。

  ps axu

  显示进程的详细状态

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  killall

  kill -15

  kill -9

  一般都不能杀掉 defunct进程

  用了kill -15,kill -9以后 之后反而会多出更多的僵尸进程

  kill -kill pid

  fuser -k pid

  可以考虑杀死他的parent process,

  kill -9 他的parent process

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  一个已经终止,但是其父进程尚未对其进行善后处理(获取终止子进程的有关信息、释放它仍占用的资源)的进程被称为僵死进程(Zombie Process)。

  避免zombie的方法:

  1)在SVR4中,如果调用signal或sigset将SIGCHLD的配置设置为忽略,则不会产生僵死子进程。另外,使用SVR4版的sigaction,则可设置SA_NOCLDWAIT标志以避免子进程僵死。

  Linux中也可使用这个,在一个程序的开始调用这个函数

  signal(SIGCHLD,SIG_IGN);

  2)调用fork两次。程序8 - 5 实现了这一点。

  3)用waitpid等待子进程返回.

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  zombie进程是僵死进程。防止它的办法,一是用wait,waitpid之类的函数获得

  进程的终止状态,以释放资源。另一个是fork两次

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  defunct进程只是在process table里还有一个记录,其他的资源没有占用,除非你的系统的process个数的限制已经快超过了,zombie进程不会有更多的坏处。

  可能唯一的方法就是reboot系统可以消除zombie进程。

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  任何程序都有僵尸状态,它占用一点内存资源(也就是进程表里还有一个记录),仅仅是表象而已不必害怕。如果程序有问题有机会遇见,解决大批量僵尸简单有效的办法是重起。kill是无任何效果的

  fork与zombie/defunct"

  在Unix下的一些进程的运作方式。当一个进程死亡时,它并不是完全的消失了。进程终止,它不再运行,但是还有一些残留的小东西等待父进程收回。这些残留的东西包括子进程的返回值和其他的一些东西。当父进程 fork() 一个子进程后,它必须用 wait() 或者 waitpid() 等待子进程退出。正是这个 wait() 动作来让子进程的残留物消失。

  自然的,在上述规则之外有个例外:父进程可以忽略 SIGCLD 软中断而不必要 wait()。可以这样做到(在支持它的系统上,比如Linux):

  main()

  {

  signal(SIGCLD, SIG_IGN); /* now I don't have to wait()! */

  .

  .

  fork();

  fork();

  fork(); /* Rabbits, rabbits, rabbits! */

  }

  现在,子进程死亡时父进程没有 wait(),通常用 ps 可以看到它被显示为“”。它将永远保持这样 直到 父进程 wait(),或者按以下方法处理。

  这里是你必须知道的另一个规则:当父进程在它wait()子进程之前死亡了(假定它没有忽略 SIGCLD),子进程将把 init(pid 1)进程作为它的父进程。如果子进程工作得很好并能够控制,这并不是问题。但如果子进程已经是 defunct,我们就有了一点小麻烦。看,原先的父进程不可能再 wait(),因为它已经消亡了。这样,init 怎么知道 wait() 这些 zombie 进程。

  答案:不可预料的。在一些系统上,init周期性的破坏掉它所有的defunct进程。在另外一些系统中,它干脆拒绝成为任何defunct进程的父进程,而是马上毁灭它们。如果你使用上述系统的一种,可以写一个简单的循环,用属于init的defunct进程填满进程表。这大概不会令你的系统管理员很高兴吧?

  你的任务:确定你的父进程不要忽略 SIGCLD,也不要 wait() 它 fork() 的所有进程。不过,你也未必 要 总是这样做(比如,你要起一个 daemon 或是别的什么东西),但是你必须小心编程,如果你是一个 fork() 的新手。另外,也不要在心理上有任何束缚。

  总结:

  子进程成为 defunct 直到父进程 wait(),除非父进程忽略了 SIGCLD 。

  更进一步,父进程没有 wait() 就消亡(仍假设父进程没有忽略 SIGCLD )的子进程(活动的或者 defunct)成为 init 的子进程,init 用重手法处理它们。


僵尸进程的危害

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,如果你进程不调用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(pid是一个有符号整型),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.

僵尸进程的避免
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。


另外一个需要注意的概念就是孤儿进程,这个僵尸进程是不一样的:父亲比孩子死得早,孩子就是孤儿进程,因此孤儿进程的开始不是从子进程exit后算的,而是从父进程死亡的那一刻算的;僵尸进程的首要必要条件就是:父亲得活着;其次,子进程成为僵尸的时间长度==父进程不搭理子进程的时间长度(即, 不调用wait或waitpid)。

<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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