linux 僵尸進(jìn)程是什么

linux僵尸進(jìn)程是一個(gè)早已死亡的進(jìn)程，但是在進(jìn)程表中仍占了一個(gè)位置；如果子進(jìn)程死亡時(shí)父進(jìn)程沒(méi)有wait()，通常用ps可以看到它被顯示為“”，這樣就產(chǎn)生了僵尸進(jìn)程；如果大量產(chǎn)生僵尸進(jìn)程，那么將因?yàn)闆](méi)有可用的進(jìn)程號(hào)而導(dǎo)致系統(tǒng)不能產(chǎn)生新的進(jìn)程，所以要避免有僵尸進(jìn)程。

本教程操作環(huán)境：linux5.9.8系統(tǒng)、Dell G3電腦。

linux下僵尸進(jìn)程(Defunct進(jìn)程)的產(chǎn)生與避免

一、什么是僵尸進(jìn)程

在unix 系統(tǒng)中，一個(gè)進(jìn)程結(jié)束了，但是他的父進(jìn)程沒(méi)有等待(調(diào)用wait / waitpid)他，那么他將變成一個(gè)僵尸進(jìn)程。當(dāng)用ps命令觀察進(jìn)程的執(zhí)行狀態(tài)時(shí)，看到這些進(jìn)程的狀態(tài)欄為defunct。僵尸進(jìn)程是一個(gè)早已死亡的進(jìn)程，但在進(jìn)程表（processs table）中仍占了一個(gè)位置（slot）。

但是如果該進(jìn)程的父進(jìn)程已經(jīng)先結(jié)束了，那么該進(jìn)程就不會(huì)變成僵尸進(jìn)程。因?yàn)槊總€(gè)進(jìn)程結(jié)束的時(shí)候,系統(tǒng)都會(huì)掃描當(dāng)前系統(tǒng)中所運(yùn)行的所有進(jìn)程，看看有沒(méi)有哪個(gè)進(jìn)程是剛剛結(jié)束的這個(gè)進(jìn)程的子進(jìn)程，如果是的話，就由Init進(jìn)程來(lái)接管他，成為他的父進(jìn)程，從而保證每個(gè)進(jìn)程都會(huì)有一個(gè)父進(jìn)程。而Init進(jìn)程會(huì)自動(dòng)wait其子進(jìn)程,因此被Init接管的所有進(jìn)程都不會(huì)變成僵尸進(jìn)程。

二、UNIX下進(jìn)程的運(yùn)作方式

每個(gè)Unix進(jìn)程在進(jìn)程表里都有一個(gè)進(jìn)入點(diǎn)（entry），核心進(jìn)程執(zhí)行該進(jìn)程時(shí)使用到的一切信息都存儲(chǔ)在進(jìn)入點(diǎn)。當(dāng)用 ps 命令察看系統(tǒng)中的進(jìn)程信息時(shí)，看到的就是進(jìn)程表中的相關(guān)數(shù)據(jù)。當(dāng)以fork()系統(tǒng)調(diào)用建立一個(gè)新的進(jìn)程后，核心進(jìn)程就會(huì)在進(jìn)程表中給這個(gè)新進(jìn)程分配一個(gè)進(jìn)入點(diǎn)，然后將相關(guān)信息存儲(chǔ)在該進(jìn)入點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的進(jìn)程表內(nèi)。這些信息中有一項(xiàng)是其父進(jìn)程的識(shí)別碼。

子進(jìn)程的結(jié)束和父進(jìn)程的運(yùn)行是一個(gè)異步過(guò)程，即父進(jìn)程永遠(yuǎn)無(wú)法預(yù)測(cè)子進(jìn)程到底什么時(shí)候結(jié)束。那么會(huì)不會(huì)因?yàn)楦高M(jìn)程太忙來(lái)不及 wait 子進(jìn)程，或者說(shuō)不知道子進(jìn)程什么時(shí)候結(jié)束，而丟失子進(jìn)程結(jié)束時(shí)的狀態(tài)信息呢？

不會(huì)。因?yàn)閁NIX提供了一種機(jī)制可以保證，只要父進(jìn)程想知道子進(jìn)程結(jié)束時(shí)的狀態(tài)信息，就可以得到。這種機(jī)制就是：當(dāng)子進(jìn)程走完了自己的生命周期后，它會(huì)執(zhí)行exit()系統(tǒng)調(diào)用，內(nèi)核釋放該進(jìn)程所有的資源，包括打開(kāi)的文件，占用的內(nèi)存等。但是仍然為其保留一定的信息（包括進(jìn)程號(hào)the process ID，退出碼exit code，退出狀態(tài)the terminationstatus of the process，運(yùn)行時(shí)間the amount of CPU time taken by the process等），這些數(shù)據(jù)會(huì)一直保留到系統(tǒng)將它傳遞給它的父進(jìn)程為止，直到父進(jìn)程通過(guò)wait / waitpid來(lái)取時(shí)才釋放。

也就是說(shuō)，當(dāng)一個(gè)進(jìn)程死亡時(shí)，它并不是完全的消失了。進(jìn)程終止，它不再運(yùn)行，但是還有一些殘留的數(shù)據(jù)等待父進(jìn)程收回。當(dāng)父進(jìn)程 fork() 一個(gè)子進(jìn)程后，它必須用 wait() （或者 waitpid()）等待子進(jìn)程退出。正是這個(gè) wait() 動(dòng)作來(lái)讓子進(jìn)程的殘留數(shù)據(jù)消失。

三、僵尸進(jìn)程的危害

如果父進(jìn)程不調(diào)用wait / waitpid的話，那么保留的那段信息就不會(huì)釋放，其進(jìn)程號(hào)就會(huì)一直被占用，但是系統(tǒng)的進(jìn)程表容量是有限的，所能使用的進(jìn)程號(hào)也是有限的，如果大量的產(chǎn)生僵尸進(jìn)程,將因?yàn)闆](méi)有可用的進(jìn)程號(hào)而導(dǎo)致系統(tǒng)不能產(chǎn)生新的進(jìn)程。

所以，defunct進(jìn)程不僅占用系統(tǒng)的內(nèi)存資源，影響系統(tǒng)的性能，而且如果其數(shù)目太多，還會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。而且，由于調(diào)度程序無(wú)法選中Defunct 進(jìn)程，所以不能用kill命令刪除Defunct 進(jìn)程，惟一的方法只有重啟系統(tǒng)。

四、僵尸進(jìn)程的產(chǎn)生

如果子進(jìn)程死亡時(shí)父進(jìn)程沒(méi)有 wait()，通常用 ps 可以看到它被顯示為“”，這樣就產(chǎn)生了僵尸進(jìn)程。它將永遠(yuǎn)保持這樣直到父進(jìn)程 wait()。

由此可見(jiàn)，defunct進(jìn)程的出現(xiàn)時(shí)間是在子進(jìn)程終止后，但是父進(jìn)程尚未讀取這些數(shù)據(jù)之前。利用這一點(diǎn)我們可以用下面的程序建立一個(gè)defunct 進(jìn)程：

#include <stdio.h>    #include<sys/types.h>    main()   {      if(!fork())       {             printf(“child pid=%dn”, getpid());             exit(0);         }         sleep(20);         printf(“parent pid=%d n”, getpid());         exit(0);     }

當(dāng)上述程序以后臺(tái)的方式執(zhí)行時(shí)，第17行強(qiáng)迫程序睡眠20秒，讓用戶有時(shí)間輸入ps -e指令，觀察進(jìn)程的狀態(tài)，我們看到進(jìn)程表中出現(xiàn)了defunct進(jìn)程。當(dāng)父進(jìn)程執(zhí)行終止后，再用ps -e命令觀察時(shí)，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)defunct進(jìn)程也隨之消失。這是因?yàn)楦高M(jìn)程終止后，init 進(jìn)程會(huì)接管父進(jìn)程留下的這些“孤兒進(jìn)程”（orphan process），而這些“孤兒進(jìn)程”執(zhí)行完后，它在進(jìn)程表中的進(jìn)入點(diǎn)將被刪除。如果一個(gè)程序設(shè)計(jì)上有缺陷，就可能導(dǎo)致某個(gè)進(jìn)程的父進(jìn)程一直處于睡眠狀態(tài)或是陷入死循環(huán)，父進(jìn)程沒(méi)有wait子進(jìn)程，也沒(méi)有終止以使Init接管，該子進(jìn)程執(zhí)行結(jié)束后就變成了defunct進(jìn)程，這個(gè)defunct 進(jìn)程可能會(huì)一直留在系統(tǒng)中直到系統(tǒng)重新啟動(dòng)。

在看一個(gè)產(chǎn)生僵尸進(jìn)程的例子。

子進(jìn)程要執(zhí)行的程序test_prog

//test.c  #include <stdio.h> int main()  {    int i = 0;    for (i = 0 ; i < 10; i++)           {                   printf ("child time %dn", i+1);                   sleep (1);           }    return 0;  }

父進(jìn)程father的代碼father.c

#include?<stdio.h>? #include?<unistd.h>? #include?<sys>? #include?<sys>? int?main()?? {?? ?int?pid?=?fork?();?? ?if?(pid?==?0)?? ????????{?? ????????????????system?("./test_prog");?? ????????????????_exit?(0);?? ????????}else? ????????{?? ?int?i?=?0;?? ?/*? ????????????????????????????????int?status?=?0;? ????????????????while?(!waitpid(pid,?&amp;status,?WNOHANG))? ????????????????{? ????????????????????????printf?("father?waiting%dn",?++i);? ????????????????????????sleep?(1);? ????????????????}*/? ?while?(1)?? ????????????????{?? ????????????????????????printf?("father?waiting?over%dn",?++i);?? ????????????????????????sleep?(1);?? ????????????????}?? ?return?0;?? ????????}?? ? }</sys></sys></unistd.h></stdio.h>

執(zhí)行./father,當(dāng)子進(jìn)程退出后，由于父進(jìn)程沒(méi)有對(duì)它的退出進(jìn)行關(guān)注，會(huì)出現(xiàn)僵尸進(jìn)程

20786 pts/0    00:00:00 father   20787 pts/0    00:00:00 father <defunct>

總結(jié)：子進(jìn)程成為 defunct 直到父進(jìn)程 wait()，除非父進(jìn)程忽略了 SIGCLD 。更進(jìn)一步，父進(jìn)程沒(méi)有 wait() 就消亡（仍假設(shè)父進(jìn)程沒(méi)有忽略 SIGCLD ）的子進(jìn)程（活動(dòng)的或者 defunct）成為 init 的子進(jìn)程，init 著手處理它們。

五、如何避免僵尸進(jìn)程

1、父進(jìn)程通過(guò)wait和waitpid等函數(shù)等待子進(jìn)程結(jié)束，這會(huì)導(dǎo)致父進(jìn)程掛起。

在上個(gè)例子中，如果我們略作修改，在第8行sleep()系統(tǒng)調(diào)用前執(zhí)行wait()或waitpid()系統(tǒng)調(diào)用，則子進(jìn)程在終止后會(huì)立即把它在進(jìn)程表中的數(shù)據(jù)返回給父進(jìn)程，此時(shí)系統(tǒng)會(huì)立即刪除該進(jìn)入點(diǎn)。在這種情形下就不會(huì)產(chǎn)生defunct進(jìn)程。

2. 如果父進(jìn)程很忙，那么可以用signal函數(shù)為SIGCHLD安裝handler。在子進(jìn)程結(jié)束后，父進(jìn)程會(huì)收到該信號(hào)，可以在handler中調(diào)用wait回收。

3. 如果父進(jìn)程不關(guān)心子進(jìn)程什么時(shí)候結(jié)束，那么可以用signal(SIGCLD, SIG_IGN)或signal（SIGCHLD, SIG_IGN）通知內(nèi)核，自己對(duì)子進(jìn)程的結(jié)束不感興趣，那么子進(jìn)程結(jié)束后，內(nèi)核會(huì)回收，并不再給父進(jìn)程發(fā)送信號(hào)

4. fork兩次，父進(jìn)程fork一個(gè)子進(jìn)程，然后繼續(xù)工作，子進(jìn)程fork一個(gè)孫進(jìn)程后退出，那么孫進(jìn)程被init接管，孫進(jìn)程結(jié)束后，init會(huì)回收。不過(guò)子進(jìn)程的回收還要自己做。 下面就是Stevens給的采用兩次folk避免僵尸進(jìn)程的示例：

#include "apue.h" #include <sys/wait.h>  int main(void)  ...{        pid_t    pid;      if ((pid = fork()) < 0) ...{            err_sys("fork error");        } else if (pid == 0) ...{     /**//* first child */   if ((pid = fork()) < 0)                err_sys("fork error");    else if (pid > 0)                exit(0);    /**//* parent from second fork == first child */   /**//*            * We're the second child; our parent becomes init as soon            * as our real parent calls exit() in the statement above.            * Here's where we'd continue executing, knowing that when            * we're done, init will reap our status.           */           sleep(2);            printf("second child, parent pid = %d ", getppid());            exit(0);        }      if (waitpid(pid, NULL, 0) != pid)  /**//* wait for first child */           err_sys("waitpid error");      /**//*        * We're the parent (the original process); we continue executing,        * knowing that we're not the parent of the second child.       */       exit(0);  }

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以上就是