Linux 系統中僵尸進程

Linux 系統中僵尸進程和現實中僵尸（雖然我也沒見過）類似，雖然已經死了，但是由于沒人給它們收尸，還能四處走動。僵尸進程指的是那些雖然已經終止的進程，但仍然保留一些信息，等待其父進程為其收尸。

僵尸進程如何產生的？

如果一個進程在其終止的時候，自己就回收所有分配給它的資源，系統就不會產生所謂的僵尸進程了。那么我們說一個進程終止之后，還保留哪些信息？為什么終止之后還需要保留這些信息呢？

一個進程終止的方法很多，進程終止后有些信息對于父進程和內核還是很有用的，例如進程的ID號、進程的退出狀態、進程運行的CPU時間等。因此進程在終止時，回收所有內核分配給它的內存、關閉它打開的所有文件等等，但是還會保留以上極少的信息，以供父進程使用。父進程可以使用 wait/waitpid 等系統調用來為子進程收拾，做一些收尾工作。

因此，一個僵尸進程產生的過程是：父進程調用fork創建子進程后，子進程運行直至其終止，它立即從內存中移除，但進程描述符仍然保留在內存中（進程描述符占有極少的內存空間）。子進程的狀態變成EXIT_ZOMBIE，并且向父進程發送SIGCHLD信號，父進程此時應該調用wait()系統調用來獲取子進程的退出狀態以及其它的信息。在 wait 調用之后，僵尸進程就完全從內存中移除。因此一個僵尸存在于其終止到父進程調用 wait 等函數這個時間的間隙，一般很快就消失，但如果編程不合理，父進程從不調用 wait 等系統調用來收集僵尸進程，那么這些進程會一直存在內存中。

在 Linux 下，我們可以使用 ps 等命令查看系統中僵尸進程，僵尸進程的狀態標記為‘Z’：

產生一個僵尸進程

根據上面的描述，我們很容易去寫一個程序來產生僵尸進程，如下代碼：

#include #include int main(){ //fork a child process pid_t pid = fork(); if (pid > 0) //parent process { printf("in parent process, sleep for one miniute...zZ...n"); sleep(60); printf("after sleeping, and exit!n"); } else if (pid == 0) { //child process exit, and to be a zombie process printf("in child process, and exit!n"); exit(0); } return 0;}

#include

int main()

{

????//fork a child process

????pid_t pid = fork();

????if (pid > 0)?? //parent process

????{

????????printf("in parent process, sleep for one miniute...zZ...n");

????????sleep(60);

????????printf("after sleeping, and exit!n");

????}

????else if (pid == 0)??

????{

????????//child process exit, and to be a zombie process

????????printf("in child process, and exit!n");

????????exit(0);

????}

????return 0;

}

父進程并沒有寫 wait 等系統調用函數，因此在子進程退出之后變成僵尸進程，父進程并沒有為其去收尸。我們使用下面命令編譯運行該進程，然后查看系統中進程狀態：

Shell

guohailin@guohailin:~/Documents$ gcc zombie.c -o zombieguohailin@guohailin:~/Documents$ ./zombiein parent process, sleep for one miniute...zZ...in child process, and exit!# 打開另一個終端:guohailin@guohailin:~$ ps aux | grep -w 'Z'1000 2211 1.2 0.0 0 0 ? Z 13:24 6:53 [chromium-browse] 1000 4400 0.0 0.0 0 0 ? Z 10月16 0:00 [fcitx] 1000 10871 0.0 0.0 0 0 pts/4 Z+ 22:32 0:00 [zombie]

guohailin@guohailin:~/Documents$ gcc zombie.c -o zombie

guohailin@guohailin:~/Documents$ ./zombie

in parent process, sleep for one miniute...zZ...

in child process, and exit!

# 打開另一個終端:

guohailin@guohailin:~$ ps aux | grep -w 'Z'

1000??????2211??1.2??0.0??????0???? 0 ?????????Z????13:24?? 6:53 [chromium-browse]

1000??????4400??0.0??0.0??????0???? 0 ?????????Z????10月16?? 0:00 [fcitx]

1000???? 10871??0.0??0.0??????0???? 0 pts/4????Z+?? 22:32?? 0:00 [zombie]

從上面可以看出，系統中多了一個僵尸進程。但如果等父進程睡眠醒來退出之后，我們再次查看系統進程信息，發現剛才的僵尸進程不見了。

Shell

guohailin@guohailin:~/Documents$ ./zombie in parent process, sleep for one miniute...zZ...in child process, and exit!after sleeping, and exit!guohailin@guohailin:~/Documents$ ps aux | grep -w 'Z'1000 2211 1.2 0.0 0 0 ? Z 13:24 6:53 [chromium-browse] 1000 4400 0.0 0.0 0 0 ? Z 10月16 0:00 [fcitx]

guohailin@guohailin:~/Documents$ ./zombie

in parent process, sleep for one miniute...zZ...

in child process, and exit!

after sleeping, and exit!

guohailin@guohailin:~/Documents$ ps aux | grep -w 'Z'

1000 2211 1.2 0.0 0 0 ? Z 13:24 6:53 [chromium-browse]

1000 4400 0.0 0.0 0 0 ? Z 10月16 0:00 [fcitx]

這是為什么呢？父進程到死都也沒有為其子進程收尸呀，怎么父進程退出之后，那個僵尸進程就消失了呢？難道父進程在退出時會為子進程收拾嗎？其實不然….真正的原因是：父進程死掉之后，其所有子進程過繼給 init 進程，init 進程成為該僵尸進程的新進程，init 進程會周期性地去調用 wait 系統調用來清除它的僵尸孩子。因此，你會發現上面例子中父進程死掉之后，僵尸進程也跟著消失，其實是 init 進程為其收尸的！

怎樣避免僵尸進程的產生

不能使用 kill 后接SIGKILL信號這樣的命令像殺死普通進程一樣殺死僵尸進程，因為僵尸進程是已經死掉的進程，它不能再接收任何信號。事實上，如果系統中僵尸進程并不多的話，我們也無需去消除它們，少數的僵尸進程并不會對系統的性能有什么影響。

那么在編程時，如果能避免系統中大量產生僵尸進程呢？根據上面描述的，子進程在終止時會向父進程發 SIGCHLD 信號，Linux 默認是忽略該信號的，我們可以顯示安裝該信號，在信號處理函數中調用 wait 等函數來為其收尸，這樣就能避免僵尸進程長期存在于系統中了。示例代碼如下：

#include #include #include #include #include sig_atomic_t child_exit_status;void clean_up_child_process(int signal_num){ /* clean up child process */ int status; wait (&status); /* store its exit status in a global variable */ child_exit_status = status;}int main(){ /* handle SIGCHLD by calling clean_up_child_process */ struct sigaction sigchild_action; memset(&sigchild_action, 0, sizeof(sigchild_action)); sigchild_action.sa_handler = &clean_up_child_process; sigaction(SIGCHLD, &sigchild_action, NULL); /* fork a child, and let the child process dies before parent */ pid_t c_pid; c_pid = fork(); if (c_pid > 0) { printf("in parent process, and sleep for on mininute...zZ...n"); sleep(60); } else if(c_pid == 0) { printf("in child process, and exit nown"); exit(0); } else { printf("fork failed!n"); } return 0;}

#include

sig_atomic_t child_exit_status;

void clean_up_child_process(int signal_num)

{

????/* clean up child process */

????int status;

????wait (&status);

????/* store its exit status in a global variable */

????child_exit_status = status;

}

int main()

{

????/* handle SIGCHLD by calling clean_up_child_process??*/

????struct sigaction sigchild_action;

????memset(&sigchild_action, 0, sizeof(sigchild_action));

????sigchild_action.sa_handler = &clean_up_child_process;

????sigaction(SIGCHLD, &sigchild_action, NULL);

????/* fork a child, and let the child process dies before parent */

????pid_t c_pid;

????c_pid = fork();

????if (c_pid > 0)

????{

????????printf("in parent process, and sleep for on mininute...zZ...n");

????????sleep(60);

????}

????else if(c_pid == 0)

????{

????????printf("in child process, and exit nown");

????????exit(0);

????}

????else

????{

????????printf("fork failed!n");

????}

????return 0;

}??

參考資料

http://en.wikipedia.org/wiki/Zombie_process
http://simplestcodings.blogspot.com/2010/10/story-of-zombie-process.html
http://www.howtogeek.com/119815/

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