linux 僵尸進程是什么

linux僵尸進程是一個早已死亡的進程,但是在進程表中仍占了一個位置;如果子進程死亡時父進程沒有wait(),通常用ps可以看到它被顯示為“”,這樣就產生了僵尸進程;如果大量產生僵尸進程,那么將因為沒有可用的進程號而導致系統不能產生新的進程,所以要避免有僵尸進程。

linux 僵尸進程是什么

本教程操作環境:linux5.9.8系統、Dell G3電腦。

linux下僵尸進程(Defunct進程)的產生與避免

一、什么是僵尸進程

unix 系統中,一個進程結束了,但是他的父進程沒有等待(調用wait / waitpid)他,那么他將變成一個僵尸進程。當用ps命令觀察進程的執行狀態時,看到這些進程的狀態欄為defunct。僵尸進程是一個早已死亡的進程,但在進程表(processs table)中仍占了一個位置(slot)。

但是如果該進程的父進程已經先結束了,那么該進程就不會變成僵尸進程。因為每個進程結束的時候,系統都會掃描當前系統中所運行的所有進程,看看有沒有哪個進程是剛剛結束的這個進程的子進程,如果是的話,就由Init進程來接管他,成為他的父進程,從而保證每個進程都會有一個父進程。而Init進程會自動wait其子進程,因此被Init接管的所有進程都不會變成僵尸進程。

二、UNIX下進程的運作方式

每個Unix進程在進程表里都有一個進入點(entry),核心進程執行該進程時使用到的一切信息都存儲在進入點。當用 ps 命令察看系統中的進程信息時,看到的就是進程表中的相關數據。當以fork()系統調用建立一個新的進程后,核心進程就會在進程表中給這個新進程分配一個進入點,然后將相關信息存儲在該進入點所對應的進程表內。這些信息中有一項是其父進程的識別碼。

子進程的結束和父進程的運行是一個異步過程,即父進程永遠無法預測子進程到底什么時候結束。那么會不會因為父進程太忙來不及 wait 子進程,或者說不知道子進程什么時候結束,而丟失子進程結束時的狀態信息呢?

不會。因為UNIX提供了一種機制可以保證,只要父進程想知道子進程結束時的狀態信息,就可以得到。這種機制就是:當子進程走完了自己的生命周期后,它會執行exit()系統調用,內核釋放該進程所有的資源,包括打開的文件,占用的內存等。但是仍然為其保留一定的信息(包括進程號the process ID,退出碼exit code,退出狀態the terminationstatus of the process,運行時間the amount of CPU time taken by the process等),這些數據會一直保留到系統將它傳遞給它的父進程為止,直到父進程通過wait / waitpid來取時才釋放。

也就是說,當一個進程死亡時,它并不是完全的消失了。進程終止,它不再運行,但是還有一些殘留的數據等待父進程收回。當父進程 fork() 一個子進程后,它必須用 wait() (或者 waitpid())等待子進程退出。正是這個 wait() 動作來讓子進程的殘留數據消失。

三、僵尸進程的危害

如果父進程不調用wait / waitpid的話,那么保留的那段信息就不會釋放,其進程號就會一直被占用,但是系統的進程表容量是有限的,所能使用的進程號也是有限的,如果大量的產生僵尸進程,將因為沒有可用的進程號而導致系統不能產生新的進程。

所以,defunct進程不僅占用系統的內存資源,影響系統的性能,而且如果其數目太多,還會導致系統癱瘓。而且,由于調度程序無法選中Defunct 進程,所以不能用kill命令刪除Defunct 進程,惟一的方法只有重啟系統。

四、僵尸進程的產生

如果子進程死亡時父進程沒有 wait(),通常用 ps 可以看到它被顯示為“”,這樣就產生了僵尸進程。它將永遠保持這樣直到父進程 wait()。

由此可見,defunct進程的出現時間是在子進程終止后,但是父進程尚未讀取這些數據之前。利用這一點我們可以用下面的程序建立一個defunct 進程:

#include <stdio.h>    #include<sys/types.h>    main()   {      if(!fork())       {             printf(“child pid=%dn”, getpid());             exit(0);         }         sleep(20);         printf(“parent pid=%d n”, getpid());         exit(0);     }

當上述程序以后臺的方式執行時,第17行強迫程序睡眠20秒,讓用戶有時間輸入ps -e指令,觀察進程的狀態,我們看到進程表中出現了defunct進程。當父進程執行終止后,再用ps -e命令觀察時,我們會發現defunct進程也隨之消失。這是因為父進程終止后,init 進程會接管父進程留下的這些“孤兒進程”(orphan process),而這些“孤兒進程”執行完后,它在進程表中的進入點將被刪除。如果一個程序設計上有缺陷,就可能導致某個進程的父進程一直處于睡眠狀態或是陷入死循環,父進程沒有wait子進程,也沒有終止以使Init接管,該子進程執行結束后就變成了defunct進程,這個defunct 進程可能會一直留在系統中直到系統重新啟動。

在看一個產生僵尸進程的例子。

子進程要執行的程序test_prog

//test.c  #include <stdio.h> int main()  {    int i = 0;    for (i = 0 ; i < 10; i++)           {                   printf ("child time %dn", i+1);                   sleep (1);           }    return 0;  }

父進程father的代碼father.c

#include?<stdio.h>? #include?<unistd.h>? #include?<sys>? #include?<sys>? int?main()?? {?? ?int?pid?=?fork?();?? ?if?(pid?==?0)?? ????????{?? ????????????????system?("./test_prog");?? ????????????????_exit?(0);?? ????????}else? ????????{?? ?int?i?=?0;?? ?/*? ????????????????????????????????int?status?=?0;? ????????????????while?(!waitpid(pid,?&amp;status,?WNOHANG))? ????????????????{? ????????????????????????printf?("father?waiting%dn",?++i);? ????????????????????????sleep?(1);? ????????????????}*/? ?while?(1)?? ????????????????{?? ????????????????????????printf?("father?waiting?over%dn",?++i);?? ????????????????????????sleep?(1);?? ????????????????}?? ?return?0;?? ????????}?? ? }</sys></sys></unistd.h></stdio.h>

執行./father,當子進程退出后,由于父進程沒有對它的退出進行關注,會出現僵尸進程

20786 pts/0    00:00:00 father   20787 pts/0    00:00:00 father <defunct>

總結:子進程成為 defunct 直到父進程 wait(),除非父進程忽略了 SIGCLD 。更進一步,父進程沒有 wait() 就消亡(仍假設父進程沒有忽略 SIGCLD )的子進程(活動的或者 defunct)成為 init 的子進程,init 著手處理它們。

五、如何避免僵尸進程

1、父進程通過wait和waitpid等函數等待子進程結束,這會導致父進程掛起。

在上個例子中,如果我們略作修改,在第8行sleep()系統調用前執行wait()或waitpid()系統調用,則子進程在終止后會立即把它在進程表中的數據返回給父進程,此時系統會立即刪除該進入點。在這種情形下就不會產生defunct進程。

2. 如果父進程很忙,那么可以用signal函數為SIGCHLD安裝handler。在子進程結束后,父進程會收到該信號,可以在handler中調用wait回收。

3. 如果父進程不關心子進程什么時候結束,那么可以用signal(SIGCLD, SIG_IGN)或signal(SIGCHLD, SIG_IGN)通知內核,自己對子進程的結束不感興趣,那么子進程結束后,內核會回收,并不再給父進程發送信號

4. fork兩次,父進程fork一個子進程,然后繼續工作,子進程fork一個孫進程后退出,那么孫進程被init接管,孫進程結束后,init會回收。不過子進程的回收還要自己做。 下面就是Stevens給的采用兩次folk避免僵尸進程的示例:

#include "apue.h" #include <sys/wait.h>  int main(void)  ...{        pid_t    pid;      if ((pid = fork()) < 0) ...{            err_sys("fork error");        } else if (pid == 0) ...{     /**//* first child */   if ((pid = fork()) < 0)                err_sys("fork error");    else if (pid > 0)                exit(0);    /**//* parent from second fork == first child */   /**//*            * We're the second child; our parent becomes init as soon            * as our real parent calls exit() in the statement above.            * Here's where we'd continue executing, knowing that when            * we're done, init will reap our status.           */           sleep(2);            printf("second child, parent pid = %d ", getppid());            exit(0);        }      if (waitpid(pid, NULL, 0) != pid)  /**//* wait for first child */           err_sys("waitpid error");      /**//*        * We're the parent (the original process); we continue executing,        * knowing that we're not the parent of the second child.       */       exit(0);  }

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以上就是

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