Unix/Linux编程：孤儿进程和僵尸进程

Myth丶恋晨 2022-10-16 09:54 287阅读 0赞

父进程和子进程生命周期一般都不相同，父子进程程间互有长短。这就引出了下面两个问题

> 问题：谁是孤儿子进程的父进程？

*  进程ID为1的众进程之组------init会接管孤儿进程
 *  换言之，某一子进程的父进程终止后，对getppid()的调用将返回1.这时判定某一子进程的"生父"是否"在世"的方法之一(前提是假设该子进程由 init 之外的进程创建)

注：使用参数 PR\_SET\_PDEATHSIG 调用 Linux 特有的系统调用 prctl()，将有可能导致某一进程在成为孤儿时收到特定信号。

> 问题：在父进程执行wait()之前，其子进程就已经终止，这将会发生什么？

*  此处的要点在于，即使子进程已经结束，系统仍然运行其父进程在以后的某一时刻去执行wait()，以确定该子进程是如何终止的。
 *  内核通过将子进程转为僵尸进程(zombie)来处理这种情况。
    
     *  这也意味着将释放子进程所把持的大部分资源，以便供其他进程重新使用
     *  该进程所唯一保留的是内核检查表中的一条记录，其中包含了子进程ID、终止状态、资源使用数据等信息

至于僵尸进程名称的由来，则源于Unix系统对电影情节的效仿------无法通过信号来杀死僵尸进程，即使是SIGKILL。这就确保了父进程总是可以执行wait()方法

当父进程执行wait()之后，由于不再需要子进程搜索剩余的最后信息，故而内核将删除僵尸进程。另一方面，如果父进程未执行wait()随即退出，那么init进程将接管子进程并自动调用wait()，从而从系统中移除僵尸进程。

**如果父进程创建了某一子进程，但并未执行 wait()，那么在内核的进程表中将为该子进程永久保留一条记录。如果存在大量此类僵尸进程，它们势必将填满内核进程表，从而阻碍新进程的创建。既然无法用信号杀死僵尸进程，那么从系统中将其移除的唯一方法就是杀掉它们的父进程(或者等待父进程终止)，此时init进程将接管和等待这些僵尸进程，从而从系统中将它们清理调**

在设计长生命周期的父进程（例如：会创建众多子进程的网络服务器和 Shell）时，这些语义具有重要意义。换句话说，在此类应用中，父进程应执行 wait()方法，以确保系统总是能够清理那些死去的子进程，避免使其成为长寿僵尸。父进程在处理 SIGCHLD 信号时，对 wait()的调用既可同步，也可异步

下面 展示了一个僵尸进程的创建，以及发送 SIGKILL 信号无法杀死僵尸进程的例子：

#include <fcntl.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <stdio.h>
    #include <string.h>
    #include <zconf.h>
    #include <sys/wait.h>
    #include <errno.h>
    
    #define CMD_SIZE 200
    int
    main(int argc, char *argv[])
    {
        
        char cmd[CMD_SIZE];
        pid_t childPid;
    
        setbuf(stdout, NULL);       /* Disable buffering of stdout */
    
        printf("Parent PID=%ld\n", (long) getpid());
    
        switch (childPid = fork()) {
        
            case -1:
                perror("fork");
                exit(EXIT_FAILURE);
    
            case 0:     /* Child: immediately exits to become zombie */
                printf("Child (PID=%ld) exiting\n", (long) getpid());
                _exit(EXIT_SUCCESS);
    
            default:    /* Parent */
                sleep(3);               /* Give child a chance to start and exit */
                snprintf(cmd, CMD_SIZE, "ps | grep %s", basename(argv[0]));
                system(cmd);            /* View zombie child */
    
                /* Now send the "sure kill" signal to the zombie */
    
                if (kill(childPid, SIGKILL) == -1){
        
                    perror("kill");
                    exit(EXIT_FAILURE);
                }
    
                sleep(3);               /* Give child a chance to react to signal */
                printf("After sending SIGKILL to zombie (PID=%ld):\n", (long) childPid);
                system(cmd);            /* View zombie child again */
    
                exit(EXIT_SUCCESS);
        }
    }

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