15.进程-孤儿进程与僵尸进程

正常情况下,子进程是通过父进程创建的,子进程再创建新的进程;

子进程的结束和父进程的运行是一个异步过程,即父进程永远无法预测子进程到底什么时候结束;

当一个进程完成它的工作终止之后,它的父进程需要调用wait()或者waitpid()系统调用取得子进程的终止状态;

孤儿进程:父进程退出,而它的一个或多个子进程还在运行,那么那些子进程将成为孤儿进程;孤儿进程将被init进程(进程号为1)所收养,并由init进程对它们完成状态收集工作;

僵尸进程:一个进程使用fork创建子进程,如果子进程退出,而父进程并没有调用wait或waitpid获取子进程的状态信息,那么子进程的进程描述符仍然保存在系统中;这种进程称之为僵死进程;

问题及危害

Unix提供了一种机制可以保证只要父进程想知道子进程结束时的状态信息, 就可以得到;

在每个进程退出的时候,内核释放该进程所占有的资源,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(包括进程id,退出状态,运行时间等,统称进程描述符);直到父进程通过wait / waitpid来取时才释放;

但这样就导致了问题,如果父进程不调用wait / 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;

僵尸进程危害场景:例如有个进程,它定期的产 生一个子进程,这个子进程需要做的事情很少,做完它该做的事情之后就退出了,因此这个子进程的生命周期很短,但是,父进程只管生成新的子进程,至于子进程 退出之后的事情,则一概不闻不问,这样,系统运行上一段时间之后,系统中就会存在很多的僵死进程,倘若用ps命令查看的话,就会看到很多状态为Z的进程。 严格地来说,僵死进程并不是问题的根源,罪魁祸首是产生出大量僵死进程的那个父进程。因此,当我们寻求如何消灭系统中大量的僵死进程时,答案就是把产生大 量僵死进程的那个元凶枪毙掉(也就是通过kill发送SIGTERM或者SIGKILL信号啦)。枪毙了元凶进程之后,它产生的僵死进程就变成了孤儿进 程,这些孤儿进程会被init进程接管,init进程会wait()这些孤儿进程,释放它们占用的系统进程表中的资源,这样,这些已经僵死的孤儿进程 就能瞑目而去了;

孤儿进程是没有父进程的进程,孤儿进程这个重任就落到了init进程身上,init进程就好像是一个民政局,专门负责处理孤儿进程的善后工作。每当出现一个孤儿进程的时候,内核就把孤 儿进程的父进程设置为init,而init进程会循环地wait()它的已经退出的子进程。这样,当一个孤儿进程凄凉地结束了其生命周期的时候,init进程就会代表党和政府出面处理它的一切善后工作。因此孤儿进程并不会有什么危害;

僵尸进程解决办法

通过信号机制:子进程退出时向父进程发送SIGCHILD信号,父进程处理SIGCHILD信号。在信号处理函数中调用wait进行处理僵尸进程;

第二种做法:将子进程成为孤儿进程,从而其的父进程变为init进程,通过init进程可以处理僵尸进程

wait和waitpid函数

wait 函数的本质并不是为清除僵尸进程而存在,而是为了获取子进程状态;

只要子进程的状态发生了改变,它就会给父进程发信号(SIGCHLD)。比如子进程暂停执行,恢复执行。这些信号,父进程都可以忽略,没什么关系。当然父进程可以选择处理它,也不可不处理,没什么大问题;

不过当子进程在正常退出时给父进程发送信号,如果父进程还忽视,子进程自然就变僵尸了;

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