Linux系统编程——僵尸的模拟以及僵尸进程的预防

傷城~ 2022-05-26 00:18 350阅读 0赞

# 僵尸进程介绍 #

**子进程终止，父进程尚未回收，子进程残留资源（PCB）存放于内核中，变成僵尸进程**。由于我们的***程序也许是7\*24小时不宕机的***，程序不结束，僵尸进程残留在PCB中资源就不会被回收，所以我们要清晰的认识僵尸进程，在程序中尽量避免僵尸进程。

# 僵尸进程模拟 #

我们通过下面程序来进行模拟僵尸进程，父进程fork()5个子进程，最后一个子进程用于查看僵尸进程，让父进程最后死亡。

## 代码展示 ##

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <string.h>
    #include <unistd.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <error.h>
    #include <sys/errno.h>
    
    void perr(const char* str)
    {
        perror(str);
        exit(1);
    }
    int main(int argc,char* argv[])
    {
        pid_t pid;
        int i;
        for( i = 0; i < 5;i++ )
        {
            if( (pid = fork()) == 0 )
            {
                break;  //子进程
            }else if (pid < 0)
            {
                perr("fork error");    
            }
        }
        if( i < 4 )            //子进程0,1,2,3 最先死亡 模拟僵尸进程
        {
            printf("i am child process,pid = %d,ppid = %d.i am died.\n",getpid(),getppid());
            exit(1);
        }else if( i==4 )        //子进程4 显示僵尸进程
        {
            sleep(1);
            printf("i am child process[exec ps],pid = %d,ppid = %d.\n",getpid(),getppid());
            execlp("ps","ps","j",NULL);
        }else                   //父进程活3秒 查看僵尸进程现象 
        {
    
            printf("i am parent process,pid = %d,ppid = %d.i will die after 3s.\n",getpid(),getppid());
            sleep(3);
        }
        return 0;
    }

## 僵尸进程现象 ##

![这里写图片描述][70]

# 僵尸进程预防 #

如何预防僵尸进程呢？可能很多人都知道，子进程死亡了父进程回收资源呗。对，只要子进程死亡了，父进程负责收尸就行了。  
这里有2种方式回收子进程资源。如下：  
\- **父进程在死亡之前轮询的去查看子进程是否死亡，死亡了就回收，主要使用wait/waitpid**   
\- **父进程由自己的事情做，子进程死亡了通知父进程收尸，主要使用信号回调signal/sigaction**  
这里最好的方式当然是采用信号呗，有子进程死亡，父进程才进行回收！

## 代码展示 ##

代码中要注意的是，子进程可能同时终止，同时发送信号，父进程执行信号回调函数但是默认只处理1个，所以要用while进行回收! **while( (wpid = waitpid(-1,NULL,WNOHANG)) != -1 );**

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <string.h>
    #include <unistd.h>
    #include <fcntl.h>
    #include <error.h>
    #include <sys/errno.h>
    #include <signal.h>
    #include <wait.h>
    
    void perr(const char* str)
    {
        perror(str);
        exit(1);
    }
    void wait_child(int signo)
    {
        pid_t wpid;
        //子进程可能同时终止，同时发送信号到这里来默认只处理1个，所以要用while!
        while( (wpid = waitpid(-1,NULL,WNOHANG)) != -1 );
        waitpid(-1,NULL,0);
    }
    int main(int argc,char* argv[])
    {
        pid_t pid;
        int i;
        struct sigaction act;
        act.sa_flags = 0;
        act.sa_handler = wait_child; 
        sigemptyset(&act.sa_mask);
        sigaction(SIGCHLD,&act,NULL);
        for( i = 0; i < 5;i++ )
        {
            if( (pid = fork()) == 0 )
            {
                break;  //子进程
            }else if (pid < 0)
            {
                perr("fork error");    
            }
        }
        if( i < 4 )            //子进程0,1,2,3 最先死亡 模拟僵尸进程
        {
            printf("i am child process,pid = %d,ppid = %d.i am died.\n",getpid(),getppid());
            exit(1);
        }else if( i==4 )        //子进程4 显示僵尸进程
        {
            sleep(1);           
            printf("i am child process[exec ps],pid = %d,ppid = %d.\n",getpid(),getppid());
            execlp("ps","ps","j",NULL);
        }else                   //父进程活3秒 查看僵尸进程现象
        {
            printf("i am parent process,pid = %d,ppid = %d.i will die after 3s.\n",getpid(),getppid());
            sleep(3);
        }
        return 0;
    }

## 查看预防效果 ##

![这里写图片描述][70 1]

[70]: /images/20220526/bd85addef18b423695b84e13a31c3a3f.png
[70 1]: /images/20220526/8df693dd8b7c4cd6a1f6ea5586348e8b.png