Linux孤兒進(jìn)程和僵尸進(jìn)程

在 Linux 系統(tǒng)中，父子進(jìn)程關(guān)系的生命周期不同，導(dǎo)致會(huì)產(chǎn)生兩類特殊進(jìn)程：孤兒進(jìn)程和僵尸進(jìn)程。這兩類進(jìn)程在系統(tǒng)資源管理中起著重要作用。

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孤兒進(jìn)程

孤兒進(jìn)程指的是父進(jìn)程先于子進(jìn)程結(jié)束，導(dǎo)致子進(jìn)程失去父進(jìn)程。為了避免這些進(jìn)程無(wú)人管理，Linux 系統(tǒng)自動(dòng)將孤兒進(jìn)程的父進(jìn)程重定向?yàn)?init 進(jìn)程（PID 1），這使得孤兒進(jìn)程得以繼續(xù)運(yùn)行，并由 init 進(jìn)程負(fù)責(zé)在子進(jìn)程結(jié)束時(shí)回收其資源。

當(dāng)父進(jìn)程結(jié)束后，子進(jìn)程可以通過 getppid() 系統(tǒng)調(diào)用獲取父進(jìn)程的進(jìn)程號(hào)。如果返回 1，則說(shuō)明該子進(jìn)程已經(jīng)成為孤兒進(jìn)程，因?yàn)樗母高M(jìn)程變?yōu)榱?init。

孤兒進(jìn)程的創(chuàng)建如下：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h> int main(void){    /* 創(chuàng)建子進(jìn)程 */    switch (fork()) {        case -1:            perror("fork error");            exit(-1);        case 0: /* 子進(jìn)程 */            printf("子進(jìn)程<%d>被創(chuàng)建, 父進(jìn)程<%d>n", getpid(), getppid());            sleep(3); //休眠 3 秒等待父進(jìn)程結(jié)束            printf("父進(jìn)程<%d>n", getppid()); // 父進(jìn)程變?yōu)?nbsp;init，getppid() 返回 1            _exit(0);        default:            /* 父進(jìn)程 */            break;    }    sleep(1); // 休眠 1 秒后父進(jìn)程結(jié)束    printf("父進(jìn)程結(jié)束!n");    exit(0);}

在這個(gè)代碼中，父進(jìn)程在休眠 1 秒后結(jié)束，子進(jìn)程在 3 秒后醒來(lái)并發(fā)現(xiàn)其父進(jìn)程已經(jīng)變?yōu)?init 進(jìn)程，通過 getppid() 驗(yàn)證這一點(diǎn)。這種情況下，子進(jìn)程變成了孤兒進(jìn)程。

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僵尸進(jìn)程

僵尸進(jìn)程是指子進(jìn)程先于父進(jìn)程結(jié)束，且父進(jìn)程沒有及時(shí)回收子進(jìn)程資源的情況。當(dāng)一個(gè)進(jìn)程結(jié)束時(shí)，它的退出狀態(tài)仍然保留在系統(tǒng)進(jìn)程表中，直到父進(jìn)程調(diào)用 wait() 函數(shù)進(jìn)行回收。如果父進(jìn)程沒有調(diào)用 wait() 或其變體，子進(jìn)程就會(huì)變成僵尸進(jìn)程，占用系統(tǒng)資源。

如果系統(tǒng)中有大量僵尸進(jìn)程，這些進(jìn)程占用的資源將逐漸增加，最終可能耗盡進(jìn)程表空間，導(dǎo)致無(wú)法創(chuàng)建新的進(jìn)程。因此，及時(shí)調(diào)用 wait() 函數(shù)回收子進(jìn)程非常重要。

僵尸進(jìn)程的創(chuàng)建如下：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h> int main(void){    /* 創(chuàng)建子進(jìn)程 */    switch (fork()) {        case -1:            perror("fork error");            exit(-1);        case 0:            /* 子進(jìn)程 */            printf("子進(jìn)程<%d>被創(chuàng)建n", getpid());            sleep(1);            printf("子進(jìn)程結(jié)束n");            _exit(0); // 子進(jìn)程結(jié)束        default:            /* 父進(jìn)程 */            break;    }     for ( ; ; ) { // 父進(jìn)程沒有調(diào)用 wait()，導(dǎo)致子進(jìn)程變?yōu)榻┦M(jìn)程        sleep(1);    }     exit(0);}

在這個(gè)代碼中，子進(jìn)程在 1 秒后結(jié)束，而父進(jìn)程沒有調(diào)用 wait() 函數(shù)，這導(dǎo)致子進(jìn)程進(jìn)入僵尸狀態(tài)?？梢酝ㄟ^ ps -aux 命令查看僵尸進(jìn)程，其狀態(tài)標(biāo)記為 Z (zombie)。

僵尸進(jìn)程的清理方法：

• 父進(jìn)程調(diào)用 wait()：當(dāng)父進(jìn)程調(diào)用 wait() 函數(shù)后，僵尸進(jìn)程將被內(nèi)核徹底移除。

• 殺死父進(jìn)程：如果父進(jìn)程沒有調(diào)用 wait()，我們可以通過殺死父進(jìn)程，令 init 進(jìn)程接管僵尸進(jìn)程，從而清理它。

通過合理的進(jìn)程管理，例如及時(shí)調(diào)用 wait()，可以有效防止僵尸進(jìn)程的累積并保持系統(tǒng)的正常運(yùn)行。