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孤儿进程和僵尸进程

Ysfun
2022-06-17 / 0 评论 / 1 点赞 / 67 阅读 / 1,191 字

1. 基本概念

操作系统允许一个进程创建另一个进程,而且允许子进程继承父进程所拥有的资源,当子进程被终止时,其在父进程处继承的资源应当还给父进程。同时,终止父进程时同时也会终止其所有的子进程。

注意:Linux 操作系统对于终止有子进程的父进程,会把子进程交给 1 号进程接管。

正常情况下:子进程由父进程创建,子进程再创建新的进程。父子进程是一个异步过程,父进程永远无法预测子进程的结束,所以,当子进程结束后,它的父进程会调用wait()或waitpid()取得子进程的终止状态,回收掉子进程的资源。

1. 孤儿进程

孤儿进程:一个父进程退出,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。

2. 僵尸进程

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。

2. 问题危害

注意:unix提供了一种保证父进程知道子进程状态信息的机制。

这种机制是:在每个进程退出的时候,内核会释放所有的资源,包括打开的文件,占用的内存等。但是仍保留一部分信息(进程号PID,退出状态,运行时间等)。直到父进程通过wait或waitpid来取时才释放。

暴露的问题:如果父进程不调用wait或waitpid的话,那么保留的那部分信息就不会释放,进程号一直被占用着。但是系统所能使用的进程号是有限的,如果大量产生僵死进程,将因没有可用的进程号而导致系统无法产生新的进程,这就是僵尸进程的危害。

孤儿进程是没有父进程的进程,它由init进程循环的wait()回收资源,init进程充当父进程。因此孤儿进程并没有什么危害。

补充:任何一个子进程(init除外)在exit()之后,并非马上就消失掉,而是留下一个称为僵尸进程的数据结构,等待父进程去处理。如果父进程在子进程exit()之后,没有及时处理,出现僵尸进程,并可以用ps命令去查看,它的状态是“Z”。

如果父进程能及时处理,可能用ps命令就来不及看到子进程的僵尸状态,但这并不等于子进程不经过僵尸状态。 如果父进程在子进程结束之前退出,则子进程将由init接管。init将会以父进程的身份对僵尸状态的子进程进行处理。

3. 解决方案

  1. kill杀死元凶父进程(一般不用)

严格的说,僵尸进程并不是问题的根源,罪魁祸首是产生大量僵死进程的父进程。因此,我们可以直接除掉元凶,通过kill发送SIGTERM或者SIGKILL信号。元凶死后,僵尸进程进程变成孤儿进程,由init充当父进程,并回收资源。

  1. 父进程用wait或waitpid去回收资源(方案不好)

父进程通过wait或waitpid等函数去等待子进程结束,但是不好,会导致父进程一直等待被挂起,相当于一个进程在干活,没有起到多进程的作用。

  1. 通过信号机制,在处理函数中调用wait,回收资源

通过信号机制,子进程退出时向父进程发送SIGCHLD信号,父进程调用signal(SIGCHLD,sig_child)去处理SIGCHLD信号,在信号处理函数sig_child()中调用wait进行处理僵尸进程。什么时候得到子进程信号,什么时候进行信号处理,父进程可以继续干其他活,不用去阻塞等待。

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