linux 殭屍行程是什麼

linux殭屍進程是一個早已死亡的進程，但是在進程表中仍佔了一個位置；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“ ”，這樣就產生了殭屍進程；如果大量產生殭屍進程，那麼將因為沒有可用的進程號而導致系統不能產生新的進程，所以要避免有殭屍進程。

本教學操作環境：linux5.9.8系統、Dell G3電腦。

linux下殭屍行程(Defunct行程)的產生與避免

一、什麼是殭屍行程

在UNIX 系統中，一個行程結束了，但是他的父行程沒有等待(呼叫wait / waitpid)他，那麼他將變成一個殭屍行程。當用ps指令觀察進程的執行狀態時，看到這些行程的狀態列為defunct。殭屍行程是一個早已死亡的過程，但在行程表（processs table）中仍佔了一個位置（slot）。

但是如果該行程的父行程已經先結束了，那麼該行程就不會變成殭屍行程。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行程會自動wait其子程序,因此被Init接管的所有行程都不會變成殭屍行程。

二、UNIX下進程的運作方式

每個Unix進程在進程表裡都有一個進入點（entry），核心進程執行該進程時使用到的一切資訊都儲存在進入點。當用 ps 指令察看系統中的進程資訊時，看到的就是進程表中的相關資料。當以fork()系統呼叫建立一個新的進程後，核心進程就會在進程表中給這個新進程分配一個進入點，然後將相關資訊儲存在該進入點所對應的進程表內。這些資訊中有一項是其父進程的識別碼。

子程序的結束和父進程的運行是一個非同步過程，即父進程永遠無法預測子進程到底什麼時候結束。那麼會不會因為父進程太忙來不及 wait 子進程，或是說不知道子進程什麼時候結束，而丟失子進程結束時的狀態資訊呢？

不會。因為UNIX提供了一個機制可以保證，只要父行程想知道子行程結束時的狀態訊息，就可以得到。這個機制就是：當子行程走完了自己的生命週期後，它會執行exit()系統調用，內核釋放該行程所有的資源，包括開啟的文件，佔用的記憶體等。但仍為其保留一定的資訊（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），這些資料會保留到系統將它傳遞給它的父進程為止，直到父進程透過wait / waitpid來取時才釋放。

也就是說，當一個過程死亡時，它並不是完全的消失了。進程終止，它不再運行，但是還有一些殘留的資料等待父進程收回。當父行程 fork() 一個子程序後，它必須用 wait() （或 waitpid()）等待子程序退出。正是這個 wait() 動作來讓子程序的殘留資料消失。

三、殭屍行程的危害

如果父行程不呼叫wait / waitpid的話，那麼保留的那段資訊就不會釋放，其行程號碼就會一直被佔用，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，如果大量的產生殭屍進程,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進程不僅佔用系統的記憶體資源，影響系統的效能，而且如果其數目太多，還會導致系統癱瘓。而且，由於調度程式無法選取Defunct 進程，所以不能用kill指令刪除Defunct 進程，惟一的方法只有重啟系統。

四、殭屍進程的產生

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“21eba13340b1d3a525d7480ca5bbd370”，這樣就產生了殭屍行程。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程序終止後，但是父進程尚未讀取這些資料之前。利用這一點我們可以用下面的程式建立一個defunct 進程：

#include ade979de5fc0e1ca0540f360a64c230b 
 
#includeda996ff59ef1c1fa2f19eea6833e0f6c 
 
main()  
{  
 
 if(!fork())  
    {  
 
        printf(“child pid=%d\n”, getpid());  
 
        exit(0);  
 
    }  
 
    sleep(20);  
 
    printf(“parent pid=%d \n”, getpid());  
 
    exit(0);  
 
}

当上述程序以后台的方式执行时，第17行强迫程序睡眠20秒，让用户有时间输入ps -e指令，观察进程的状态，我们看到进程表中出现了defunct进程。当父进程执行终止后，再用ps -e命令观察时，我们会发现defunct进程也随之消失。这是因为父进程终止后，init 进程会接管父进程留下的这些“孤儿进程”（orphan process），而这些“孤儿进程”执行完后，它在进程表中的进入点将被删除。如果一个程序设计上有缺陷，就可能导致某个进程的父进程一直处于睡眠状态或是陷入死循环，父进程没有wait子进程，也没有终止以使Init接管，该子进程执行结束后就变成了defunct进程，这个defunct 进程可能会一直留在系统中直到系统重新启动。

在看一个产生僵尸进程的例子。

子进程要执行的程序test_prog

//test.c 
#include ade979de5fc0e1ca0540f360a64c230b int main()  {  
 int i = 0;  
 for (i = 0 ; i < 10; i++)  
        {  
                printf ("child time %d\n", i+1);  
                sleep (1);  
        }  
 return 0;  }

父进程father的代码father.c

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

执行./father,当子进程退出后，由于父进程没有对它的退出进行关注，会出现僵尸进程

20786 pts/0    00:00:00 father  
20787 pts/0    00:00:00 father 21eba13340b1d3a525d7480ca5bbd370

总结：子进程成为 defunct 直到父进程 wait()，除非父进程忽略了 SIGCLD 。更进一步，父进程没有 wait() 就消亡（仍假设父进程没有忽略 SIGCLD ）的子进程（活动的或者 defunct）成为 init 的子进程，init 着手处理它们。

五、如何避免僵尸进程

1、父进程通过wait和waitpid等函数等待子进程结束，这会导致父进程挂起。

在上个例子中，如果我们略作修改，在第8行sleep()系统调用前执行wait()或waitpid()系统调用，则子进程在终止后会立即把它在进程表中的数据返回给父进程，此时系统会立即删除该进入点。在这种情形下就不会产生defunct进程。

2. 如果父进程很忙，那么可以用signal函数为SIGCHLD安装handler。在子进程结束后，父进程会收到该信号，可以在handler中调用wait回收。

3. 如果父进程不关心子进程什么时候结束，那么可以用signal(SIGCLD, SIG_IGN)或signal（SIGCHLD, SIG_IGN）通知内核，自己对子进程的结束不感兴趣，那么子进程结束后，内核会回收，并不再给父进程发送信号

4. 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会回收。不过子进程的回收还要自己做。 下面就是Stevens给的采用两次folk避免僵尸进程的示例：

#include "apue.h" #include 069d3d88bce9f46cf91e8b21a3bb1b3f  int main(void)  ...{  
     pid_t    pid;  
 
 if ((pid = fork()) 7556d38bf89e4c298ea18b0165fac49b 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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