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可能很少有人意识到,在一个进程调用了exit之后,该进程 并非马上就消失掉,而是留下一个称为僵尸进程(Zombie)的数据结构。在Linux进程的5种状态中,僵尸进程是非常特殊的一种,它已经放弃了几乎所 有内存空间,没有任何可执行代码,也不能被调度,仅仅在进程列表中保留一个位置,记载该进程的退出状态等信息供其他进程收集,除此之外,僵尸进程不再占有 任何内存空间。
僵尸进程的来由,要追溯到Unix,Unix的设计者们设计这个东西并非是因为闲来无事想装装酷什么的。上面说到,僵尸进程中保存着很多对程序员和系统管理员非常重要的信息,首先,这个进程是怎么死亡的?是正常退出呢,还是出现了错误,还是被其它进程强迫退出的?也就是说,这个程序的退出码是什么?其次,这个进程占用的总系统CPU时间和总用户CPU时间分别是多少?发生页错误的数目和收到信号的数目。这些信息都被存储在僵尸进程中,试想如果没有僵尸进程,进程执行多长我们并不知道,一旦其退出,所有与之相关的信息都立刻都从系统中清除,而如果此时父进程或系统管理员需要用到,就只好干瞪眼了。
所以,进程退出后,系统会把该进程的状态变成Zombie,然后给上一定的时间等着父进程来收集其退出信息,因为可能父进程正忙于别的事情来不及收集,所以,使用Zombie状态表示进程退出了,正在等待父进程收集信息中。
Zombie进程不可以用kill命令清楚,因为进程已退出,如果需要清除这样的进程,那么需要清除其父进程,或是等很长的时间后被内核清除。因为Zombie的进程还占着个进程ID号呢,这样的进程如果很多的话,不利于系统的进程调度。
下面,让我们来看看一个示例:
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#include <sys/types.h>
#include <unistd.h> main()
{
pid_t pid;
pid=fork();
if (pid<0) {
printf ( "error occurred!\n" );
} else if (pid==0){
exit (0);
} else {
sleep(60);
wait(NULL);
}
}
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编译这个程序:
后台运行程序,以使我们能够执行下一条命令
列一下系统内的进程
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$ ps -ax
... ...
1137 pts /0 S 0:00 - bash
1217 pts /0 S 0:00 . /zombie
1218 pts /0 Z 0:00 [zombie]
1578 pts /0 R 0:00 ps -ax
|
其中的”Z”就是僵尸进程的标志,它表示1218号进程现在就是一个僵尸进程。
收集Zombie进程的信息,并终结这些僵尸进程,需要我们在父进程中使用waitpid调用和wait调用。这两者的作用都是收集僵尸进程留下的信息,同时使这个进程彻底消失。
个人总结:
1 僵尸进程的用途
存储进程占用的总系统CPU时间和总用户CPU时间分别是多少?
发生页错误的数目和收到信号的数目.进程退出的状态,
供回收者查看
2 什么是僵尸进程
僵尸进程不是真正的进程, 它是一种状态, 进程一退出就成为了僵尸进程,
只有三种方法才能回收僵尸进程
(1) 父进程显示地调用wait和waitpid回收之
(2) 杀死父进程, 僵尸进程就会过继给 init, init 始终会负责清理僵尸进程
(3) 重启系统
所以, 如果父进程不调用 wait 和 waitpid 回收僵尸进程, 在父进程活着的情况下,
僵尸进程将一直存在下去
注意, 不能通过 kill 发信号退出, 因为僵尸进程已退出, 无法接受信号
3 僵尸进程的危害
这样的进程如果很多的话,塞满process table, 不利于系统的进程调度
4 区别僵尸进程与孤儿进程
如果父进程先于子进程退出, 子进程就成为了孤儿进程, 没有父亲的孩子
统统都送到孤儿院 init 进程领养.
孤儿进程的特点是: 父亲死了, 我还活着, 我是孤儿
僵尸进程的特点是: 我死了, 父亲还活着, 但它不给我收尸
5 如何防止僵尸进程的产生
(1) 阻塞方式: 父进程显示的调用 wait 或 waitpid 回收僵尸进程
(2) 异步方式: 父进程捕捉 SIGCHLD 信号, 然后调用 wait 或 waitpid 回收僵尸进程
6 正确地回收僵尸进程。
如果父进程很忙,就采用异步回收的方式,捕捉 SIGCHLD 信号,其处理函数为:
void sig_chld(int signo)
{
pid_t pid;
int stat;
pid = wait(&stat);
printf("child %d terminated\n", pid);
}
这里存在一个问题,如果多个子进程同时退出,同时产生SIGCHLD信号,
而SIGCHLD是不可靠信号,不支持排队。所以可能只会捕捉到一次,在这种
情况下,只有一个子进程被回收,其它子进程将变成僵尸进程。
解决办法是收到SIGCHLD信号后,不是只回收一个子进程,而是回收所有退出了的子进程。
考虑在信号处理函数内循环调用wait, 当没有子进程退出时,wait会一直阻塞,信号处理函数
将无法返回。我们需要的是 waitpid,通过设置 WNOHANG 选项,在没有子进程退出时,
waitpid 返回 -1, 这时 退出循环,信号处理函数返回。
void sig_chld(int signo)
{
pid_t pid;
int stat;
while ((pid = waitpid(-1, &stat, WNOHANG)) > 0) {
printf("child %d terminated\n", pid);
}
}
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