Linuxc僵尸进程的产生和清除

什么是僵尸进程

　　僵尸进程是指它的父进程已经退出(父进程没有等待(调用wait/waitpid)它)，而该进程dead之后没有进程接受，就成为僵尸进程，也就是(zombie)进程。

僵尸进程是怎么样产生

　　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。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.

如下代码，子进程先于父进程退出，在父进程执行的5s内，子进程将为僵尸：

#include
#include
#include
#include int main() {
//子进程的pid
int c_pid;
int pid; if ((pid = fork())) {
//父进程
c_pid = pid;
printf("The child process is %d\n", c_pid);
sleep(5);
exit(0);
} else {
//子进程
printf("I 'm a child.\n");
exit(0);
}
}

如何快速找出僵尸程序

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。

怎么干掉这些僵尸程序

用 SIGCHLD信号来杀死僵尸进程

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：

ps -ef | grep pid 首先查看僵尸进程的父进程pid，输出结果的第三列ppid就是父进程的pid

kill -s SIGCHLD ppid

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。

程序中避免僵尸进程的产生

1. 父进程调用wait/waitpid。
2. 父进程先于子进程退出，子进程自动托管到init进程。
3. fork()两次，调用孙子进程。
4. 绑定SIGCHLD信号处理函数，在信号处理函数中调用wait。
5. 绑定SIGCHLD信号处理函数SIG_IGN。（不推荐）

父进程调用wait/waitpid

父进程调用waitpid()等函数来接收子进程退出状态。

#include
#include
#include
#include
#include int main() {
//子进程的pid
int c_pid;
int pid; if ((pid = fork())) {
//父进程
c_pid = pid;
printf("The child process is %d\n", c_pid);
//阻塞等待子进程
int status;
if ((pid = wait(&status)) != -1 && pid == c_pid) {
//成功回收子进程
printf("The child exit with %d\n", WEXITSTATUS(status));
fflush(stdin);
}
printf("Now , The child has been exit , and I will sleep.\n");
sleep(20);
exit(0);
} else {
//子进程
printf("I 'm a child.\n");
sleep(5);
exit(0);
}
}

父进程先exit,子进程托管到init进程

父进程先结束，子进程则自动托管到Init进程（pid = 1）。

#include
#include
#include
#include
#include int main() {
//子进程的pid
int c_pid;
int pid; if ((pid = fork())) {
//父进程
printf("I'm father id = %d.The child process is %d\n", getpid(), pid);
exit(0);
} else {
//子进程
printf("I 'm a child.\n");
sleep(5);
exit(0);
}
}

fork()两次，调用孙子进程

​ 父进程一次fork()后产生一个子进程随后立即执行waitpid(子进程pid, NULL, 0)来等待子进程结束，然后子进程fork()后产生孙子进程随后立即exit(0)。这样子进程顺利终止（父进程仅仅给子进程收尸，并不需要子进程的返回值），然后父进程继续执行。这时的孙子进程由于失去了它的父进程（即是父进程的子进程），将被转交给Init进程托管。于是父进程与孙子进程无继承关系了，它们的父进程均为Init，Init进程在其子进程结束时会自动收尸，这样也就不会产生僵尸进程了。

#include
#include
#include
#include
#include int main() {
//子进程的pid
int c_pid;
int pid; if ((pid = fork())) {
//父进程
c_pid = pid;
printf("I'm father id = %d.The child process is %d\n", getpid(), c_pid);
//阻塞等待子进程
int status;
if ((pid = wait(&status)) != -1 && pid == c_pid) {
//成功回收子进程
printf("The child exit with %d\n", WEXITSTATUS(status));
fflush(stdin);
}
exit(0);
} else {
if ((pid = fork())) {
//子进程
printf("I 'm a child pid = %d. my child pid = %d. exit.\n", getpid(), pid);
exit(0);
} else {
//孙子进程
sleep(20);
printf("I 'm a grandson pid = %d. exit\n", pid);
exit(0);
}

}
}

绑定SIGCHLD信号处理函数，在信号处理函数中调用wait

阻塞等待，那么父进程就无法做其他事；

父进程退出，在创建守护进程时候会有，但是我们并不想让父进程退出；

fork()两次，孤儿进程不易由我们程序来管理；

man wait,查看NOTES章节，可以找到：子进程退出的时候，会发送SIGCHLD信号，默认的POSIX不响应

所以设置处理SIGCHLD信号的函数，可以用于异步回收fork子进程。

注意：信号产生触发信号处理函数时，会中断某些函数，例如poll、select、epoll等。

​ 详情见《unix网络编程》5.8小节，POSIX信号处理

#include
#include
#include
#include
#include void sig_chld(int num) {
pid_t pid;
int stat;
while ( (pid = waitpid(-1, &stat, WNOHANG)) > 0) // 循环处理完所有的信号
printf("child %d terminated\n", pid);
return;
} int main() {
//子进程的pid
int c_pid;
int pid; signal(SIGCHLD, sig_chld); if ((pid = fork())) {
//父进程
c_pid = pid;
printf("The child process is %d\n", c_pid); //父进程不用等待，做自己的事情吧～
for (int i = 0; i <10; i++) {
printf("Do parent things.\n");
sleep(1);
} exit(0);
} else {
//子进程
printf("I 'm a child.\n");
sleep(2);
exit(0);
}
}

绑定SIGCHLD信号处理函数SIG_IGN

不推荐使用，因为POSIX标准中未规定SIG_IGN，会破坏程序的可移植性。

#include
#include
#include
#include
#include int main() {
//子进程的pid
int c_pid;
int pid; signal(SIGCHLD,SIG_IGN); if ((pid = fork())) {
//父进程
c_pid = pid;
printf("The child process is %d\n", c_pid); //父进程不用等待，做自己的事情吧～
for (int i = 0; i <10; i++) {
printf("Do parent things.\n");
sleep(1);
} exit(0);
} else {
//子进程
printf("I 'm a child.\n");
sleep(2);
exit(0);
}
}