小议Linux中的僵死进程

在读《unix环境高级编程》时，发现忽然对僵死进程的处理机制很感兴趣，经过查阅资料弄清楚了其中的原理，在这里做一个记录。

1.一个进程的离去

在一个进程调用 exit 函数，或者 return 语句，或者是调用 abort 等函数终止后，总之不管进程是怎样终止的，它们在终止之后，都会去执行内核中的一个代码片断。这个代码片断负责关闭终止进程打开的文件描述符，释放终止进程占用的内存空间。但是，是否终止进程在系统中就从此消失，以后该进程在系统中，就再也找不到这个终止进程的一点踪影呢，答案是否定的。

2.僵死进程

一个进程在终止之后，会释放它所占用的一切资源。但是会在进程表中保留该进程的一些生前的信息，比如进程ID，进程使用的CPU时间，退出状态等。这时这个终止进程的状态就称之为僵死状态，它要等待它的父进程来为它收尸。这时候在 linux 系统中，僵死进程的状态被打印为 ‘Z’，它的父进程通过调用 wait 或者是 waitpid 函数来为其善后。

3.动手做，理解僵死进程

僵死进程是怎么产生的呢？这是因为，在一个程序中，不断的调用fork函数，却没有调用 wait 或者 waitpid 函数来做清除工作，而该程序又没有终止，这样就会在系统中产生僵死进程。解释了这么多概念，不如给一个例子可能会更加的清晰，下面的一个例子用来在系统中产生僵死进程：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main(void)
{
        pid_t pid;

        while(1)
        {
                if( (pid=fork())<0 )
                {
                        printf("fork error\n");
                        return -1;
                }
                else if( pid==0 )
                {
                        printf("child\n");
                        _exit(0);
                }
                else
                {
                        sleep(1);
                }
        }

        return 0;
}

将程序编译完成之后，执行，会每隔1秒钟产生一个子进程。在子进程中输出提示信息 child 之后就立即退出。这个程序在执行的时候，我们再开一个终端，输入命令：

ps aux | grep 'Z'

可以看到输出结果如下：

USER       PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
asus      3213  0.0  0.0      0     0 pts/0    Z+   20:54   0:00 [a.out] <defunct>
asus      3214  0.0  0.0      0     0 pts/0    Z+   20:54   0:00 [a.out] <defunct>
asus      3215  0.0  0.0      0     0 pts/0    Z+   20:54   0:00 [a.out] <defunct>
asus      3217  0.0  0.0      0     0 pts/0    Z+   20:54   0:00 [a.out] <defunct>
asus      3271  0.0  0.0      0     0 pts/0    Z+   20:54   0:00 [a.out] <defunct>
asus      3272  0.0  0.0      0     0 pts/0    Z+   20:54   0:00 [a.out] <defunct>
asus      3273  0.0  0.0      0     0 pts/0    Z+   20:54   0:00 [a.out] <defunct>
asus      3274  0.0  0.0      0     0 pts/0    Z+   20:54   0:00 [a.out] <defunct>
asus      3275  0.0  0.0      0     0 pts/0    Z+   20:54   0:00 [a.out] <defunct>
asus      3276  0.0  0.0      0     0 pts/0    Z+   20:54   0:00 [a.out] <defunct>
asus      3277  0.0  0.0      0     0 pts/0    Z+   20:54   0:00 [a.out] <defunct>
asus      3282  0.0  0.0      0     0 pts/0    Z+   20:54   0:00 [a.out] <defunct>
asus      3343  0.0  0.0      0     0 pts/0    Z+   20:54   0:00 [a.out] <defunct>
asus      3344  0.0  0.0      0     0 pts/0    Z+   20:54   0:00 [a.out] <defunct>

我们可以看到这些进程的STAT都为僵死进程。如果我们按 ctrl+c 把执行的程序终止，再次执行这个命令，会发现在系统中所有产生的僵死进程都消失了。

感觉很奇怪吧，既然这些僵死进程都消失了，那么就一定有一个进程为系统种的僵死进程收尸，这个进程就是 init 进程，它的PID为1。原来在 linux 中，当一个进程的父进程终止时，这个进程就成为了孤儿进程，那么 init 进程就是一个好心的人了，它专门收养孤儿进程。而 init 进程又被实现为，当它有一个子进程终止时，就立即调用 wait 函数来善后。所以就我们刚才的例子来说，当我们把程序终止后，所有僵死进程的父进程就变成了 init，而 init 发现，哦，原来你们都是僵死进程啊，所以它给每一个僵死进程调用
wait 函数，是使它们能够安心离去。init 进程的这种实现方式使得 linux 系统中的僵死进程不会太多。当然，如果这个程序永远不终止，那么系统中的僵死进程就会越来越多。

注意：一个僵死进程在内存中已经没有程序的正文和数据，所以不能使用 kill 来杀死一个僵死的进程。只能通过杀死僵死进程的父进程来清除僵死进程，或者在父进程中调用wait或waipid函数来清除。