Linux系统编程——特殊进程之僵尸进程

僵尸进程（Zombie Process）

进程已运行结束，但进程的占用的资源未被回收，这样的进程称为僵尸进程。

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，这些信息主要主要指进程控制块的信息（包括进程号、退出状态、运行时间等）。直到父进程通过 wait() 或 waitpid() 来获取其状态并释放（具体用法，请看《等待进程结束》）。 这样就会导致一个问题，如果进程不调用wait()
或 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，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。

子进程已运行结束，父进程未调用 wait() 或 waitpid() 函数回收子进程的资源是子进程变为僵尸进程的原因。

僵尸进程测试程序如下：

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

int main(int argc, char *argv[])
{
pid_t pid;
pid = fork();	//创建进程

if( pid < 0 ){ // 出错
perror("fork error:");
exit(1);
}else if( 0 == pid ){ // 子进程

printf("I am child process.I am exiting.\n");
printf("[son id]: %d\n", getpid() );

exit(0);
}else if( pid > 0){ // 父进程
// 父进程没有调用 wati() 或 watipid()
sleep(1); // 保证子进程先运行
printf("I am father process.I will sleep two seconds\n");
printf("[father id]: %d\n", getpid() );

while(1); // 不让父进程退出
}

return 0;
}

运行结果：



在终端敲：ps -ef | grep defunct，后面尖括号里是 defunct 的都是僵尸进程。

我们另启一个终端，查看进程的状态，有哪些是僵尸进程：



或者：用ps -e

如何避免僵尸进程？

1）最简单的方法，父进程通过 wait() 和 waitpid() 等函数等待子进程结束，但是，这会导致父进程挂起。具体用法，请看《进程的控制：结束进程、等待进程结束》。

2）如果父进程要处理的事情很多，不能够挂起，通过 signal() 函数人为处理信号 SIGCHLD ， 只要有子进程退出自动调用指定好的回调函数，因为子进程结束后， 父进程会收到该信号 SIGCHLD ，可以在其回调函数里调用 wait() 或 waitpid() 回收。关于信号的更详细用法，请看《信号中断处理》。

测试代码如下：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>

void sig_child(int signo)
{
pid_t  pid;

//处理僵尸进程, -1 代表等待任意一个子进程, WNOHANG代表不阻塞
while( (pid = waitpid(-1, NULL, WNOHANG)) > 0 ){
printf("child %d terminated.\n", pid);
}
}

int main()
{
pid_t pid;

// 创建捕捉子进程退出信号
// 只要子进程退出，触发SIGCHLD，自动调用sig_child()
signal(SIGCHLD, sig_child);

pid = fork();	// 创建进程

if (pid < 0){ // 出错
perror("fork error:");
exit(1);
}else if(pid == 0){ // 子进程
printf("I am child process,pid id %d.I am exiting.\n",getpid());
exit(0);

}else if(pid > 0){ // 父进程
sleep(2);	// 保证子进程先运行
printf("I am father, i am exited\n\n");
system("ps -ef | grep defunct"); // 查看有没有僵尸进程

}

return 0;
}

运行结果：



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，父进程忽略此信号，那么子进程结束后，内核会回收， 并不再给父进程发送信号。关于信号的更详细用法，请看《信号中断处理》。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>

int main()
{
pid_t pid;

// 忽略子进程退出信号的信号
// 那么子进程结束后，内核会回收， 并不再给父进程发送信号
signal(SIGCHLD, SIG_IGN);

pid = fork();	// 创建进程

if (pid < 0){ // 出错
perror("fork error:");
exit(1);
}else if(pid == 0){ // 子进程
printf("I am child process,pid id %d.I am exiting.\n",getpid());
exit(0);

}else if(pid > 0){ // 父进程
sleep(2);	// 保证子进程先运行
printf("I am father, i am exited\n\n");
system("ps -ef | grep defunct"); // 查看有没有僵尸进程

}

return 0;
}

运行结果：



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 （1 号进程）会回收。不过子进程的回收还要自己做。《UNIX环境高级编程》8.6节说的非常详细。原理是将子进程成为孤儿进程，从而其的父进程变为 init 进程（1 号进程），通过 init 进程（1 号进程）可以处理僵尸进程。更多详情，请看《特殊进程之孤儿进程》。

源码如下：

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

int main()
{
pid_t  pid;
//创建第一个子进程
pid = fork();

if (pid < 0){ // 出错
perror("fork error:");
exit(1);
}else if (pid == 0){//子进程

//子进程再创建子进程
printf("I am the first child process.pid:%d\tppid:%d\n",getpid(),getppid());
pid = fork();
if (pid < 0){
perror("fork error:");
exit(1);
}else if(pid == 0){ // 子进程
//睡眠3s保证下面的父进程退出，这样当前子进程的父亲就是 init 进程
sleep(3);
printf("I am the second child process.pid: %d\tppid:%d\n",getpid(),getppid());
exit(0);

}else if (pid >0){ //父进程退出
printf("first procee is exited.\n");
exit(0);
}

}else if(pid > 0){ // 父进程

// 父进程处理第一个子进程退出，回收其资源
if (waitpid(pid, NULL, 0) != pid){
perror("waitepid error:");
exit(1);
}

exit(0);
}

return 0;
}

运行结果：



所有源码下载：http://download.csdn.net/download/lianghe_work/8999129