僵尸进程和孤儿进程

基本概念

当一个子进程结束运行（一般是调用exit、运行时发生致命错误或收到终止信号所导致）时，子进程的退出状态（返回值）会回报给操作系统，系统则以SIGCHLD信号将子进程被结束的事件告知父进程，此时子进程的进程控制块（PCB）仍驻留在内存中。一般来说，收到SIGCHLD后，父进程会使用wait系统调用以取得子进程的退出状态，然后内核就可以从内存中释放已结束的子进程的PCB；而如若父进程没有这么做的话，子进程的PCB就会一直驻留在内存中，也即成为僵尸进程。

僵尸进程：一个进程使用fork创建子进程，如果子进程退出，而父进程并没有调用wait或waitpid获取子进程的状态信息，那么子进程的进程描述符仍然保存在系统中。这种子进程称之为僵尸进程。

孤儿进程：一个父进程退出，而它的一个或多个子进程还在运行，那么那些子进程将成为孤儿进程。孤儿进程将被init进程(进程号为1)所收养，并由init进程对它们完成状态收集工作。

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问题和危害

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：在每个进程退出的时候，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，退出状态the termination status of the process，运行时间the amount of CPU time taken by the process等）, 直到父进程通过wait / waitpid来取时才释放。但这样就导致了问题，如果你进程不调用wait / waitpid的话。那么保留的那段信息就不会释放，其进程号就会一定被占用，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应当避免。

孤儿进程由init进程接管，并不会产生什么危害。

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僵尸进程解决方法

（1）通过信号机制

子进程退出时向父进程发送SIGCHILD信号，父进程处理SIGCHILD信号。在信号处理函数中调用wait进行处理僵尸进程。

#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <errno.h>#include <stdlib.h>#include <signal.h>static void sig_child(int signo);int main(){    pid_t pid;    //创建捕捉子进程退出信号    signal(SIGCHLD,sig_child);    pid = fork();    if (pid < 0)    {        perror("fork error:");        exit(1);    }    else if (pid == 0)    {        printf("I am child process,pid is %d.I am exiting.\n",getpid());        exit(0);    }    printf("I am father process.I will sleep two seconds\n");    //等待子进程先退出    sleep(2);    //输出进程信息    system("ps -o pid,ppid,state,tty,command");    printf("father process is exiting.\n");    return 0;}static void sig_child(int signo){    pid_t pid;    int stat;    //处理僵尸进程    while ((pid = waitpid(-1, &stat, WNOHANG)) >0)        printf("child %d terminated.\n", pid);}

（2）fork两次

《Unix 环境高级编程》8.6节说的非常详细。原理是fork两次并杀死一级子进程，令二级子进程成为孤儿进程而被init所接管。

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <errno.h>int main(){    pid_t  pid;    //创建第一个子进程    pid = fork();    if (pid < 0)    {        perror("fork error:");        exit(1);    }    //第一个子进程    else if (pid == 0)    {        //子进程再创建子进程        printf("I am the first child process.pid:%d\tppid:%d\n",getpid(),getppid());        pid = fork();        if (pid < 0)        {            perror("fork error:");            exit(1);        }        //第一个子进程退出        else if (pid >0)        {            printf("first procee is exited.\n");            exit(0);        }        //第二个子进程        //睡眠3s保证第一个子进程退出，这样第二个子进程的父亲就是init进程里        sleep(3);        printf("I am the second child process.pid: %d\tppid:%d\n",getpid(),getppid());        exit(0);    }    //父进程处理第一个子进程退出    if (waitpid(pid, NULL, 0) != pid)    {        perror("waitepid error:");        exit(1);    }    exit(0);    return 0;}

（3）忽略SIGCHLD信号（Linux only）

Linux系统中，将父进程中对SIGCHLD信号的处理函数设为SIG_IGN，从而忽略SIGCHLD信号。这是常用于提高并发服务器的性能的一个技巧。因为并发服务器常常fork很多子进程，子进程终结之后需要服务器进程去wait清理资源。如果将此信号的处理方式设为忽略，可让内核把僵尸子进程转交给init进程去处理，省去了大量僵尸进程占用系统资源。
使用函数为：signal(SIGCHLD, SIG_IGN);

原文地址：http://www.cnblogs.com/lovevivi/archive/2013/08/21/3271936.html