在測試基于 DirectFB+Gstreamer 的視頻聯(lián)播系統(tǒng)的一個 Demo 的時候，其中大量使用 system 調(diào)用的語句，例如在 menu 代碼中的 system("./play") ，而且多次執(zhí)行，這種情況下，在 ps -ef 列表中出現(xiàn)了大量的 defunct 進程，對程序的運行時有害的。按說system的源碼中應(yīng)該已經(jīng)包含了wait，但也不能排除開發(fā)板上這個版本的system中可能沒有wait，總之，開發(fā)板上在調(diào)用system后添加wait之后，defunct進程不復(fù)存在了。

下面談?wù)?defunct 進程，中文翻譯叫僵尸進程。下文整理于網(wǎng)絡(luò)以及APUE一書。

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一、什么是僵尸進程

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在UNIX 系統(tǒng)中，一個進程結(jié)束了，但是他的父進程沒有等待(調(diào)用wait / waitpid)他，那么他將變成一個僵尸進程。當(dāng)用ps命令觀察進程的執(zhí)行狀態(tài)時，看到這些進程的狀態(tài)欄為defunct。僵尸進程是一個早已死亡的進程，但在進程表（processs table）中仍占了一個位置（slot）。

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但是如果該進程的父進程已經(jīng)先結(jié)束了，那么該進程就不會變成僵尸進程。因為每個進程結(jié)束的時候,系統(tǒng)都會掃描當(dāng)前系統(tǒng)中所運行的所有進程，看看有沒有哪個進程是剛剛結(jié)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進程會自動wait其子進程,因此被Init接管的所有進程都不會變成僵尸進程。

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二、UNIX下進程的運作方式

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每個Unix進程在進程表里都有一個進入點（entry），核心進程執(zhí)行該進程時使用到的一切信息都存儲在進入點。當(dāng)用 ps 命令察看系統(tǒng)中的進程信息時，看到的就是進程表中的相關(guān)數(shù)據(jù)。當(dāng)以fork()系統(tǒng)調(diào)用建立一個新的進程后，核心進程就會在進程表中給這個新進程分配一個進入點，然后將相關(guān)信息存儲在該進入點所對應(yīng)的進程表內(nèi)。這些信息中有一項是其父進程的識別碼。

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子進程的結(jié)束和父進程的運行是一個異步過程，即父進程永遠(yuǎn)無法預(yù)測子進程到底什么時候結(jié)束。那么會不會因為父進程太忙來不及 wait 子進程，或者說不知道子進程什么時候結(jié)束，而丟失子進程結(jié)束時的狀態(tài)信息呢？

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不會。因為UNIX提供了一種機制可以保證，只要父進程想知道子進程結(jié)束時的狀態(tài)信息，就可以得到。這種機制就是：當(dāng)子進程走完了自己的生命周期后，它會執(zhí)行exit()系統(tǒng)調(diào)用，內(nèi)核釋放該進程所有的資源，包括打開的文件，占用的內(nèi)存等。但是仍然為其保留一定的信息（包括進程號the process ID，退出碼exit code，退出狀態(tài)the terminationstatus of the process，運行時間the amount of CPU time taken by the process等），這些數(shù)據(jù)會一直保留到系統(tǒng)將它傳遞給它的父進程為止，直到父進程通過wait / waitpid來取時才釋放。

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也就是說，當(dāng)一個進程死亡時，它并不是完全的消失了。進程終止，它不再運行，但是還有一些殘留的數(shù)據(jù)等待父進程收回。當(dāng)父進程 fork() 一個子進程后，它必須用 wait() （或者 waitpid()）等待子進程退出。正是這個 wait() 動作來讓子進程的殘留數(shù)據(jù)消失。

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三、僵尸進程的危害

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如果父進程不調(diào)用wait / waitpid的話，那么保留的那段信息就不會釋放，其進程號就會一直被占用，但是系統(tǒng)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(chǎn)生僵尸進程,將因為沒有可用的進程號而導(dǎo)致系統(tǒng)不能產(chǎn)生新的進程。

所以，defunct進程不僅占用系統(tǒng)的內(nèi)存資源，影響系統(tǒng)的性能，而且如果其數(shù)目太多，還會導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。而且，由于調(diào)度程序無法選中Defunct 進程，所以不能用kill命令刪除Defunct 進程，惟一的方法只有重啟系統(tǒng)。

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四、僵尸進程的產(chǎn)生

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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“<defunct>”，這樣就產(chǎn)生了僵尸進程。它將永遠(yuǎn)保持這樣直到父進程 wait()。

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由此可見，defunct進程的出現(xiàn)時間是在子進程終止后，但是父進程尚未讀取這些數(shù)據(jù)之前。利用這一點我們可以用下面的程序建立一個defunct 進程：

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C代碼??

#include?<stdio.h>??

??

#include<sys/types.h>??

??

main()??

{??

??

????if(!fork())??

????{??

??

????????printf(“child?pid=%d\n”,?getpid());??

??

????????exit(0);??

??

????}??

??

????sleep(20);??

??

????printf(“parent?pid=%d?\n”,?getpid());??

??

????exit(0);??

??

}??

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當(dāng)上述程序以后臺的方式執(zhí)行時，第17行強迫程序睡眠20秒，讓用戶有時間輸入ps -e指令，觀察進程的狀態(tài)，我們看到進程表中出現(xiàn)了defunct進程。當(dāng)父進程執(zhí)行終止后，再用ps -e命令觀察時，我們會發(fā)現(xiàn)defunct進程也隨之消失。這是因為父進程終止后，init 進程會接管父進程留下的這些“孤兒進程”（orphan process），而這些“孤兒進程”執(zhí)行完后，它在進程表中的進入點將被刪除。如果一個程序設(shè)計上有缺陷，就可能導(dǎo)致某個進程的父進程一直處于睡眠狀態(tài)或是陷入死循環(huán)，父進程沒有wait子進程，也沒有終止以使Init接管，該子進程執(zhí)行結(jié)束后就變成了defunct進程，這個defunct 進程可能會一直留在系統(tǒng)中直到系統(tǒng)重新啟動。

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在看一個產(chǎn)生僵尸進程的例子。

子進程要執(zhí)行的程序test_prog

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?

C代碼??

//test.c??

#include?<stdio.h>??

int?main()??

{??

????????int?i?=?0;??

????????for?(i?=?0?;?i?<?10;?i++)??

????????{??

????????????????printf?("child?time?%d\n",?i+1);??

????????????????sleep?(1);??

????????}??

????????return?0;??

}??

?

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父進程father的代碼father.c

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?

C代碼??

#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;??

????????}??

??

}??

?

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執(zhí)行./father,當(dāng)子進程退出后，由于父進程沒有對它的退出進行關(guān)注，會出現(xiàn)僵尸進程

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C代碼??

20786?pts/0????00:00:00?father??

20787?pts/0????00:00:00?father?<defunct>??

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?? ?總結(jié)：子進程成為 defunct 直到父進程 wait()，除非父進程忽略了 SIGCLD 。更進一步，父進程沒有 wait() 就消亡（仍假設(shè)父進程沒有忽略 SIGCLD ）的子進程（活動的或者 defunct）成為 init 的子進程，init 著手處理它們。

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五、如何避免僵尸進程

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1、父進程通過wait和waitpid等函數(shù)等待子進程結(jié)束，這會導(dǎo)致父進程掛起。

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在上個例子中，如果我們略作修改，在第8行sleep()系統(tǒng)調(diào)用前執(zhí)行wait()或waitpid()系統(tǒng)調(diào)用，則子進程在終止后會立即把它在進程表中的數(shù)據(jù)返回給父進程，此時系統(tǒng)會立即刪除該進入點。在這種情形下就不會產(chǎn)生defunct進程。

2. 如果父進程很忙，那么可以用signal函數(shù)為SIGCHLD安裝handler。在子進程結(jié)束后，父進程會收到該信號，可以在handler中調(diào)用wait回收。

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3. 如果父進程不關(guān)心子進程什么時候結(jié)束，那么可以用signal(SIGCLD, SIG_IGN)或signal（SIGCHLD, SIG_IGN）通知內(nèi)核，自己對子進程的結(jié)束不感興趣，那么子進程結(jié)束后，內(nèi)核會回收，并不再給父進程發(fā)送信號?

4. fork兩次，父進程fork一個子進程，然后繼續(xù)工作，子進程fork一個孫進程后退出，那么孫進程被init接管，孫進程結(jié)束后，init會回收。不過子進程的回收還要自己做。 下面就是Stevens給的采用兩次folk避免僵尸進程的示例：

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C代碼??

#include?"apue.h"??

#include?<sys/wait.h>??

??

int??

main(void)??

...{??

?????pid_t????pid;??

??

????if?((pid?=?fork())?<?0)?...{??

?????????err_sys("fork?error");??

?????}?else?if?(pid?==?0)?...{?????/**//*?first?child?*/??

????????if?((pid?=?fork())?<?0)??

?????????????err_sys("fork?error");??

????????else?if?(pid?>?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);??

}??

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的linux下僵尸进程(Defunct进程)的产生与避免的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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