給進(jìn)程設(shè)置僵尸狀態(tài)的目的是維護(hù)子進(jìn)程的信息，以便父進(jìn)程在以后某個(gè)時(shí)間獲取。這些信息包括子進(jìn)程的進(jìn)程ID、終止?fàn)顟B(tài)以及資源利用信息(CPU時(shí)間，內(nèi)存使用量等等)。如果一個(gè)進(jìn)程終止，而該進(jìn)程有子進(jìn)程處于僵尸狀態(tài)，那么它的所有僵尸子進(jìn)程的父進(jìn)程ID將被重置為1（init進(jìn)程）。繼承這些子進(jìn)程的init進(jìn)程將清理它們(init進(jìn)程將wait它們，從而去除僵尸狀態(tài))。

??????? 但通常情況下，我們是不愿意留存僵尸進(jìn)程的，它們占用內(nèi)核中的空間，最終可能導(dǎo)致我們耗盡進(jìn)程資源。那么為什么會(huì)產(chǎn)生僵尸進(jìn)程以及如何避免產(chǎn)生僵尸進(jìn)程呢？下邊我將從這兩個(gè)方面進(jìn)行分析。

??? 僵尸進(jìn)程的原因

??????? 我們知道，要在當(dāng)前進(jìn)程中生成一個(gè)子進(jìn)程，一般需要調(diào)用fork這個(gè)系統(tǒng)調(diào)用，fork這個(gè)函數(shù)的特別之處在于一次調(diào)用，兩次返回，一次返回到父進(jìn)程中，一次返回到子進(jìn)程中，我們可以通過返回值來判斷其返回點(diǎn)：

pid_t child = fork(); if( child < 0 ) { //fork error.perror("fork process fail.\n"); } else if( child ==0 ) { // in child processprintf(" fork succ, this run in child process\n "); } else { // in parent processprintf(" this run in parent process\n "); }

??????? 如果子進(jìn)程先于父進(jìn)程退出， 同時(shí)父進(jìn)程又沒有調(diào)用wait/waitpid，則該子進(jìn)程將成為僵尸進(jìn)程。通過ps命令，我們可以看到該進(jìn)程的狀態(tài)為Z(表示僵死)，如圖1所示：

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?????????????????????????????????????????????????? (圖1)

??? 備注: 有些unix系統(tǒng)在ps命令輸出的COMMAND欄以<defunct>指明僵尸進(jìn)程。

??????? 代碼如下：

if( child == -1 ) { //errorperror("\nfork child error.");exit(0); } else if(child == 0){cout << "\nIm in child process:" << getpid() << endl;exit(0); } else {cout << "\nIm in parent process." << endl;sleep(600); }

??????? 讓父進(jìn)程休眠600s, 然后子進(jìn)程先退出，我們就可以看到先退出的子進(jìn)程成為僵尸進(jìn)程了（進(jìn)程狀態(tài)為Z）

?? 避免產(chǎn)生僵尸進(jìn)程

??????? 我們知道了僵尸進(jìn)程產(chǎn)生的原因，下邊我們看看如何避免產(chǎn)生僵尸進(jìn)程。

??????? 一般，為了防止產(chǎn)生僵尸進(jìn)程，在fork子進(jìn)程之后我們都要wait它們；同時(shí)，當(dāng)子進(jìn)程退出的時(shí)候，內(nèi)核都會(huì)給父進(jìn)程一個(gè)SIGCHLD信號(hào)，所以我們可以建立一個(gè)捕獲SIGCHLD信號(hào)的信號(hào)處理函數(shù)，在函數(shù)體中調(diào)用wait（或waitpid），就可以清理退出的子進(jìn)程以達(dá)到防止僵尸進(jìn)程的目的。如下代碼所示：

void sig_chld( int signo ) {pid_t pid;int stat;pid = wait(&stat); printf( "child %d exit\n", pid );return; }int main() {signal(SIGCHLD, &sig_chld); }

??????? 現(xiàn)在main函數(shù)中給SIGCHLD信號(hào)注冊(cè)一個(gè)信號(hào)處理函數(shù)（sig_chld），然后在子進(jìn)程退出的時(shí)候，內(nèi)核遞交一個(gè)SIGCHLD的時(shí)候就會(huì)被主進(jìn)程捕獲而進(jìn)入信號(hào)處理函數(shù)sig_chld，然后再在sig_chld中調(diào)用wait，就可以清理退出的子進(jìn)程。這樣退出的子進(jìn)程就不會(huì)成為僵尸進(jìn)程。

??????? 然后，即便我們捕獲SIGCHLD信號(hào)并且調(diào)用wait來清理退出的進(jìn)程，仍然不能徹底避免產(chǎn)生僵尸進(jìn)程；我們來看一種特殊的情況：

??????? 我們假設(shè)有一個(gè)client/server的程序，對(duì)于每一個(gè)連接過來的client，server都啟動(dòng)一個(gè)新的進(jìn)程去處理來自這個(gè)client的請(qǐng)求。然后我們有一個(gè)client進(jìn)程，在這個(gè)進(jìn)程內(nèi)，發(fā)起了多個(gè)到server的請(qǐng)求（假設(shè)5個(gè)），則server會(huì)fork 5個(gè)子進(jìn)程來讀取client輸入并處理（同時(shí)，當(dāng)客戶端關(guān)閉套接字的時(shí)候，每個(gè)子進(jìn)程都退出）；當(dāng)我們終止這個(gè)client進(jìn)程的時(shí)候 ，內(nèi)核將自動(dòng)關(guān)閉所有由這個(gè)client進(jìn)程打開的套接字，那么由這個(gè)client進(jìn)程發(fā)起的5個(gè)連接基本在同一時(shí)刻終止。這就引發(fā)了5個(gè)FIN，每個(gè)連接一個(gè)。server端接受到這5個(gè)FIN的時(shí)候，5個(gè)子進(jìn)程基本在同一時(shí)刻終止。這就又導(dǎo)致差不多在同一時(shí)刻遞交5個(gè)SIGCHLD信號(hào)給父進(jìn)程，如圖2所示：

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?????????????????????????? （圖2）

??????? 正是這種同一信號(hào)多個(gè)實(shí)例的遞交造成了我們即將查看的問題。

??????? 我們首先運(yùn)行服務(wù)器程序，然后運(yùn)行客戶端程序，運(yùn)用ps命令看以看到服務(wù)器fork了5個(gè)子進(jìn)程，如圖3：

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?????????????????????????????????? （圖3）

??????? 然后我們Ctrl+C終止客戶端進(jìn)程，在我機(jī)器上邊測(cè)試，可以看到信號(hào)處理函數(shù)運(yùn)行了3次，還剩下2個(gè)僵尸進(jìn)程，如圖4：

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????????????????????????????????? （圖4）

?????? 通過上邊這個(gè)實(shí)驗(yàn)我們可以看出，建立信號(hào)處理函數(shù)并在其中調(diào)用wait并不足以防止出現(xiàn)僵尸進(jìn)程，其原因在于：所有5個(gè)信號(hào)都在信號(hào)處理函數(shù)執(zhí)行之前產(chǎn)生，而信號(hào)處理函數(shù)只執(zhí)行一次，因?yàn)閁nix信號(hào)一般是不排隊(duì)的(我的這篇博客中有提到http://www.cnblogs.com/yuxingfirst/p/3160697.html)。 更為嚴(yán)重的是，本問題是不確定的，依賴于客戶FIN到達(dá)服務(wù)器主機(jī)的時(shí)機(jī)，信號(hào)處理函數(shù)執(zhí)行的次數(shù)并不確定。

?????? 正確的解決辦法是調(diào)用waitpid而不是wait，這個(gè)辦法的方法為：信號(hào)處理函數(shù)中，在一個(gè)循環(huán)內(nèi)調(diào)用waitpid，以獲取所有已終止子進(jìn)程的狀態(tài)。我們必須指定WNOHANG選項(xiàng)，他告知waitpid在有尚未終止的子進(jìn)程在運(yùn)行時(shí)不要阻塞。（我們不能在循環(huán)內(nèi)調(diào)用wait，因?yàn)闆]有辦法防止wait在尚有未終止的子進(jìn)程在運(yùn)行時(shí)阻塞，wait將會(huì)阻塞到現(xiàn)有的子進(jìn)程中第一個(gè)終止為止），下邊的程序分別給出了這兩種處理辦法(func_wait, func_waitpid)。

//server.c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <sys/socket.h> #include <errno.h> #include <error.h> #include <netinet/in.h> #include <netinet/ip.h> #include <arpa/inet.h> #include <string.h> #include <signal.h> #include <sys/wait.h>typedef void sigfunc(int);void func_wait(int signo) {pid_t pid;int stat;pid = wait(&stat); printf( "child %d exit\n", pid );return; } void func_waitpid(int signo) {pid_t pid;int stat;while( (pid = waitpid(-1, &stat, WNOHANG)) > 0 ) {printf( "child %d exit\n", pid );}return; }sigfunc* signal( int signo, sigfunc *func ) {struct sigaction act, oact;act.sa_handler = func;sigemptyset(&act.sa_mask);act.sa_flags = 0;if ( signo == SIGALRM ) { #ifdef SA_INTERRUPTact.sa_flags |= SA_INTERRUPT; /* SunOS 4.x */ #endif} else { #ifdef SA_RESTARTact.sa_flags |= SA_RESTART; /* SVR4, 4.4BSD */ #endif}if ( sigaction(signo, &act, &oact) < 0 ) {return SIG_ERR;}return oact.sa_handler; } void str_echo( int cfd ) {ssize_t n;char buf[1024]; again:memset(buf, 0, sizeof(buf));while( (n = read(cfd, buf, 1024)) > 0 ) {write(cfd, buf, n); }if( n <0 && errno == EINTR ) {goto again; } else {printf("str_echo: read error\n");} }int main() {signal(SIGCHLD, &func_waitpid); int s, c;pid_t child;if( (s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0 ) {int e = errno; perror("create socket fail.\n");exit(0);}struct sockaddr_in server_addr, child_addr; bzero(&server_addr, sizeof(server_addr));server_addr.sin_family = AF_INET;server_addr.sin_port = htons(9998);server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);if( bind(s, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0 ) {int e = errno; perror("bind address fail.\n");exit(0);}if( listen(s, 1024) < 0 ) {int e = errno; perror("listen fail.\n");exit(0);}while(1) {socklen_t chilen = sizeof(child_addr); if ( (c = accept(s, (struct sockaddr *)&child_addr, &chilen)) < 0 ) {perror("listen fail.");exit(0);}if( (child = fork()) == 0 ) {close(s); str_echo(c);exit(0);}close(c);} }//client.c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <sys/socket.h> #include <errno.h> #include <error.h> #include <netinet/in.h> #include <netinet/ip.h> #include <arpa/inet.h> #include <string.h> #include <signal.h>void str_cli(FILE *fp, int sfd ) {char sendline[1024], recvline[2014];memset(recvline, 0, sizeof(sendline));memset(sendline, 0, sizeof(recvline));while( fgets(sendline, 1024, fp) != NULL ) {write(sfd, sendline, strlen(sendline)); if( read(sfd, recvline, 1024) == 0 ) {printf("server term prematurely.\n"); }fputs(recvline, stdout);memset(recvline, 0, sizeof(sendline));memset(sendline, 0, sizeof(recvline));} }int main() {int s[5]; for (int i=0; i<5; i++) {if( (s[i] = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0 ) {int e = errno; perror("create socket fail.\n");exit(0);}}for (int i=0; i<5; i++) {struct sockaddr_in server_addr, child_addr; bzero(&server_addr, sizeof(server_addr));server_addr.sin_family = AF_INET;server_addr.sin_port = htons(9998);inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &server_addr.sin_addr);if( connect(s[i], (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0 ) {perror("connect fail."); exit(0);}}sleep(10);str_cli(stdin, s[0]);exit(0); }

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的linux僵尸进程产生的原因以及如何避免产生僵尸进程defunct的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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