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进程也就是task,看看内核里维护进程的数据结构task_struct,这里有两个成员:
看看include/linux/sched.h里的value取值:
可以看到,进程状态里除了大家都理解的running/interuptible/uninterruptible/stop等状态外,还有一个ZOMBIE状态,这个状态是怎么回事呢?
这是因为linux里的进程都属于一颗树,树的根结点是linux系统初始化结束阶段时启动的init进程,这个进程的pid是1,所有的其他进程都是它的子孙。除了init,任何进程一定有他的父进程,而父进程会负责分配(fork)、回收(wait4)它申请的进程资源。这个树状关系也比较健壮,当某个进程还在运行时,它的父进程却退出了,这个进程却没有成为孤儿进程,因为linux有一个机制,init进程会接管它,成为它的父进程。这也是守护进程的由来了,因为守护进程的其中一个要求就是希望init成为守护进程的父进程。
如果某个进程自身终止了,在调用exit清理完相关的内容文件等资源后,它就会进入ZOMBIE状态,它的父进程会调用wait4来回收这个task_struct,但是,如果父进程一直没有调用wait4去释放子进程的task_struct,问题就来了,这个task_struct谁来回收呢?永远没有人,除非父进程终止后,被init进程接管这个ZOMBIE进程,然后调用wait4来回收进程描述符。如果父进程一直在运行着,这个ZOMBIE会永远的占用系统资源,用KILL发任何信号量也不能释放它。这是很可怕的,因为服务器上可能会出现无数ZOMBIE进程导致机器挂掉。
来看看内核代码吧。进程在退出时执行sys_exit(C程序里在main函数返回会执行到),而它会调用do_exit,do_exit首先清理进程使用的资源,然后调用exit_notify方法,将进程置为僵尸ZOMBIE状态,决定是否要以init进程做为当前进程的父进程,最后通知当前进程的父进程:
kernel/exit.c
大家可以看到这段内核代码的注释非常全。forget_original_parent这个函数还会把该进程的所有子孙进程重设父进程,交给init进程接管。
回过头来,看看为什么守护进程要fork两次。这里有一个假定,父进程生成守护进程后,还有自己的事要做,它的人生意义并不只是为了生成守护进程。这样,如果父进程fork一次创建了一个守护进程,然后继续做其它事时阻塞了,这时守护进程一直在运行,父进程却没有正常退出。如果守护进程因为正常或非正常原因退出了,就会变成ZOMBIE进程。
如果fork两次呢?父进程先fork出一个儿子进程,儿子进程再fork出孙子进程做为守护进程,然后儿子进程立刻退出,守护进程被init进程接管,这样无论父进程做什么事,无论怎么被阻塞,都与守护进程无关了。所以,fork两次的守护进程很安全,避免了僵尸进程出现的可能性。
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