Linux孤兒進(jìn)程和僵尸進(jìn)程

在 Linux 系統中，父子進(jìn)程關(guān)系的生命周期不同，導致會(huì )產(chǎn)生兩類(lèi)特殊進(jìn)程：孤兒進(jìn)程和僵尸進(jìn)程。這兩類(lèi)進(jìn)程在系統資源管理中起著(zhù)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)程結束，導致子進(jìn)程失去父進(jìn)程。為了避免這些進(jìn)程無(wú)人管理，Linux 系統自動(dòng)將孤兒進(jìn)程的父進(jìn)程重定向為 init 進(jìn)程（PID 1），這使得孤兒進(jìn)程得以繼續運行，并由 init 進(jìn)程負責在子進(jìn)程結束時(shí)回收其資源。

當父進(jìn)程結束后，子進(jìn)程可以通過(guò) getppid() 系統調用獲取父進(jìn)程的進(jìn)程號。如果返回 1，則說(shuō)明該子進(jìn)程已經(jīng)成為孤兒進(jìn)程，因為它的父進(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)程結束    printf("父進(jìn)程結束!n");    exit(0);}

在這個(gè)代碼中，父進(jìn)程在休眠 1 秒后結束，子進(jìn)程在 3 秒后醒來(lái)并發(fā)現其父進(jìn)程已經(jīng)變?yōu)?init 進(jìn)程，通過(guò) getppid() 驗證這一點(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)程結束，且父進(jìn)程沒(méi)有及時(shí)回收子進(jìn)程資源的情況。當一個(gè)進(jìn)程結束時(shí)，它的退出狀態(tài)仍然保留在系統進(jìn)程表中，直到父進(jìn)程調用 wait() 函數進(jìn)行回收。如果父進(jìn)程沒(méi)有調用 wait() 或其變體，子進(jìn)程就會(huì )變成僵尸進(jìn)程，占用系統資源。

如果系統中有大量僵尸進(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，導致無(wú)法創(chuàng )建新的進(jìn)程。因此，及時(shí)調用 wait() 函數回收子進(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)程結束n");            _exit(0); // 子進(jìn)程結束        default:            /* 父進(jìn)程 */            break;    }     for ( ; ; ) { // 父進(jìn)程沒(méi)有調用 wait()，導致子進(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 秒后結束，而父進(jìn)程沒(méi)有調用 wait() 函數，這導致子進(jìn)程進(jìn)入僵尸狀態(tài)?？梢酝ㄟ^(guò) ps -aux 命令查看僵尸進(jìn)程，其狀態(tài)標記為 Z (zombie)。

僵尸進(jìn)程的清理方法：

• 父進(jìn)程調用 wait()：當父進(jìn)程調用 wait() 函數后，僵尸進(jìn)程將被內核徹底移除。

• 殺死父進(jìn)程：如果父進(jìn)程沒(méi)有調用 wait()，我們可以通過(guò)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(guò)合理的進(jìn)程管理，例如及時(shí)調用 wait()，可以有效防止僵尸進(jìn)程的累積并保持系統的正常運行。