僵尸进程&孤儿进程&解决方案

Jathon

2022 年 08 月 05 日

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Linux OS

我们有这样一个问题：孤儿进程和僵尸进程，怎么产生的？有什么危害？怎么去预防？

下面是针对此问题的总结与概括。

### 一、产生的原因

##### 一般进程

正常情况下：子进程由父进程创建，子进程再创建新的进程。父子进程是一个异步过程，父进程永远无法预测子进程的结束，所以，当子进程结束后，它的父进程会调用`wait()`或`waitpid()`取得子进程的终止状态，回收掉子进程的资源。

##### 孤儿进程

孤儿进程：父进程结束了，而它的一个或多个子进程还在运行，那么这些子进程就成为孤儿进程(`father died`)。子进程的资源由`init`进程(进程号`PID = 1`)回收。

##### 僵尸进程

僵尸进程：子进程退出了，但是父进程没有用`wait`或`waitpid`去获取子进程的状态信息，那么子进程的进程描述符仍然保存在系统中，这种进程称为僵尸进程。

### 二、问题危害

注意：`unix`提供了一种机制保证父进程知道子进程结束时的状态信息

这种机制是：在每个进程退出的时候，内核会释放所有的资源，包括打开的文件，占用的内存等。但是仍保留一部分信息(进程号`PID`，退出状态，运行时间等)。直到父进程通过`wait`或`waitpid`来取时才释放。

但是这样就会产生问题：如果父进程不调用`wait`或`waitpid`的话，那么保留的信息就不会被释放，其进程号就会被一直占用，但是系统所能使用的进程号是有限的，如果大量产生僵死进程，将因没有可用的进程号而导致系统无法产生新的进程，这就是僵尸进程的危害

孤儿进程是没有父进程的进程，它由`init`进程循环的`wait()`回收资源，`init`进程充当父进程。因此孤儿进程并没有什么危害。

补充：任何一个子进程(`init`除外)在`exit()`之后，并非马上就消失掉，而是留下一个称为僵尸进程的数据结构，等待父进程去处理。如果父进程在子进程`exit()`之后，没有及时处理，出现僵尸进程，并可以用`ps`命令去查看，它的状态是`“Z”`。
三、解决方案

1. `kill`杀死元凶父进程(一般不用)

严格的说，僵尸进程并不是问题的根源，罪魁祸首是产生大量僵死进程的父进程。因此，我们可以直接除掉元凶，通过`kill`发送`SIGTERM`或者`SIGKILL`信号。元凶死后，僵尸进程进程变成孤儿进程，由`init`充当父进程，并回收资源。

或者运行：`kill -9` 父进程的`pid`值、

2. 父进程用`wait`或`waitpid`去回收资源(方案不好)

父进程通过`wait`或`waitpid`等函数去等待子进程结束，但是不好，会导致父进程一直等待被挂起，相当于一个进程在干活，没有起到多进程的作用。

3. 通过信号机制，在处理函数中调用`wait`，回收资源

通过信号机制，子进程退出时向父进程发送`SIGCHLD`信号，父进程调用`signal(SIGCHLD,sig_child)`去处理`SIGCHLD`信号，在信号处理函数``sig_child()`中调用`wait`进行处理僵尸进程。什么时候得到子进程信号，什么时候进行信号处理，父进程可以继续干其他活，不用去阻塞等待。

注：“`SIGCHLD`”是“`SIGnal: CHiLD exit`”的缩写

最后修改：2022 年 08 月 05 日