殭屍進程



UNIX系統中,殭屍進程是指完成執行(通過exit系統調用,或運行時發生致命錯誤或收到終止信號所致)但在操作系統的進程表中仍然有一個表項(進程控制塊PCB),處於”終止狀態“的進程。這發生於子進程需要保留表項以允許其父進程讀取子進程的exit status:一旦退出態通過wait系統調用讀取,殭屍進程條目就從進程表中刪除,稱之爲”回收(reaped)”。正常情況下,進程直接被其父進程wait並由系統回收。進程長時間保持殭屍狀態一般是錯誤的並導致資源泄漏

英文術語zombie process源自en:zombie — 不死之人,隱喻子進程已死但仍然沒有被收割。與正常進程不同,kill命令對殭屍進程無效。孤兒進程不同於殭屍進程,其父進程已經死掉,但孤兒進程仍能正常執行,但並不會變爲殭屍進程,因爲被init(進程ID號爲1)收養並wait其退出。

子進程死後,系統會發送SIGCHLD 信號給父進程,父進程對其默認處理是忽略。如果想響應這個消息,父進程通常在SIGCHLD 信號事件處理程序中,使用wait系統調用來響應子進程的終止。

殭屍進程被收割後,其進程號(PID)與在進程表中的表項都可以被系統重用。但如果父進程沒有調用wait,殭屍進程將保留進程表中的表項,導致了資源泄漏。某些情況下這反倒是期望的:父進程創建了另外一個子進程,並希望具有不同的進程號。如果父進程通過設置事件處理函數爲SIG_IGN顯式忽略SIGCHLD信號,而不是隱式默認忽略該信號,或者具有SA_NOCLDWAIT標誌,所有子進程的退出狀態信息將被拋棄並且直接被系統回收。

UNIX命令ps列出的進程的狀態(”STAT”)欄標示爲 “Z“則爲殭屍進程。

收割殭屍進程的方法是通過kill命令手工向其父進程發送SIGCHLD信號。如果其父進程仍然拒絕收割殭屍進程,則終止父進程,使得init進程收養殭屍進程。init進程週期執行wait系統調用收割其收養的所有殭屍進程。

爲避免產生殭屍進程,實際應用中一般採取的方式是:

  1. 將父進程中對SIGCHLD信號的處理函數設爲SIG_IGN(忽略信號);

  2. fork兩次並殺死一級子進程,令二級子進程成爲孤兒進程而被init所“收養”、清理。

例子:


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#include <sys/wait.h>

#include <stdlib.h>

#include <unistd.h>

 

int main(void)

{

  pid_t pids[10];

  int i;

 

  for (i = 9; i >= 0; --i) {

    pids[i] = fork();

    if (pids[i] == 0) {

      sleep(i+1);

      _exit(0);

    }

  }

 

  for (i = 9; i >= 0; --i)

    waitpid(pids[i], NULL, 0);

 

  return 0;

}

 

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