【Linux世界的僵尸】

1、Linux中僵尸定义

In UNIX System terminology, a process that has terminated,but whose parent has not yet waited for it, is called a zombie.

在UNIX 系统中,一个进程结束了,但是他的父进程没有等待(调用wait / waitpid)他, 那么他将变成一个僵尸进程.  在fork()/execve()过程中,假设子进程结束时父进程仍存在,而父进程fork()之前既没安装SIGCHLD信号处理函数调用 waitpid()等待子进程结束,又没有显式忽略该信号,则子进程成为僵尸进程。

2、僵尸进程如何产生的？

如果一个进程在其终止的时候,自己就回收所有分配给它的资源,系统就不会产生所谓的僵尸进程了。那么我们说一个进程终止之后,还保留哪些信息？为什么终止之后还需要保留这些信息呢？

一个进程终止的方法很多,进程终止后有些信息对于父进程和内核还是很有用的,例如进程的ID号、进程的退出状态、进程运行的CPU时间等。因此进程在终止时,回收所有内核分配给它的内存、关闭它打开的所有文件等等,但是还会保留以上极少的信息,以供父进程使用。父进程可以使用 wait/waitpid 等系统调用来为子进程收拾,做一些收尾工作。

因此,一个僵尸进程产生的过程是：父进程调用fork创建子进程后,子进程运行直至其终止,它立即从内存中移除,但进程描述符仍然保留在内存中(进程描述符占有极少的内存空间)。子进程的状态变成EXIT_ZOMBIE,并且向父进程发送SIGCHLD 信号,父进程此时应该调用 wait() 系统调用来获取子进程的退出状态以及其它的信息。在 wait 调用之后,僵尸进程就完全从内存中移除。因此一个僵尸存在于其终止到父进程调用 wait 等函数这个时间的间隙,一般很快就消失,但如果编程不合理,父进程从不调用 wait 等系统调用来收集僵尸进程,那么这些进程会一直存在内存中。

3、危害

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。

4、 原理分析：

每个Unix进程在进程表里都有一个进入点(entry),核心进程执 行该进程时使用到的一切信息都存储在进入点。当用 ps 命令察看系统中的进程信息时,看到的就是进程表中的相关数据。当以fork()系统调用建立一个新的进程后,核心进程就会在进程表中给这个新进程分配一个 进入点,然后将相关信息存储在该进入点所对应的进程表内。这些信息中有一项是其父进程的识别码。

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。那么会不会因为父进程太忙来不及 wait 子进程,或者说不知道子进程什么时候结束,而丢失子进程结束时的状态信息呢？不会。因为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。这种机制就是：当子进程走完了自己的生命周期后,它会执行exit()系统调用,内核释放该进程所有的资源,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(包括进程号the process ID,退出码exit code,退出状态the terminationstatus of the process,运行时间the amount of CPU time taken by the process等),这些数据会一直保留到系统将它传递给它的父进程为止,直到父进程通过wait / waitpid来取时才释放。

5、解决方法：

(1) 父进程通过wait和waitpid等函数等待子进程结束,这会导致父进程挂起。

     执行wait()或waitpid()系统调用,则子进程在终止后会立即把它在进程表中的数据返回给父进程,此时系统会立即删除该进入点。在这种情形下就不会产生defunct进程。

(2) 如果父进程很忙,那么可以用signal函数为SIGCHLD安装handler。在子进程结束后,父进程会收到该信号,可以在handler中调用wait回收。

(3) 如果父进程不关心子进程什么时候结束,那么可以用signal(SIGCLD, SIG_IGN)或signal(SIGCHLD, SIG_IGN)通知内核,自己对子进程的结束不感兴趣,那么子进程结束后,内核会回收,并不再给父进程发送信号

(4)fork两次,父进程fork一个子进程,然后继续工作,子进程fork一个孙进程后退出,那么孙进程被init接管,孙进程结束后,init会回收。不过子进程的回收还要自己做。

6、如何查看linux系统上的僵尸进程,如何统计有多少僵尸进程？

#ps -ef | grep defunct

或者查找状态为Z的进程,Z就是代表zombie process,僵尸进程的意思。

另外使用top命令查看时有一栏为S,如果状态为Z说明它就是僵尸进程。

Tasks:  95 total,   1 running,  94 sleeping,   0 stopped,   0 zombie

top命令中也统计了僵尸进程。或者使用下面的命令：

ps -ef | grep defunct | grep -v grep | wc -l