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;

　　}

　　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：