僵尸进程和孤儿进程

                  僵尸进程和孤儿进程

  在Unix系统编程中，常常会碰到两个概念：僵死进程和孤儿进程  
  僵死进程 ：在Unix进程模型中，进程是按照父进程产生子进程，子进程产生子子进程这样的方式创建出完成各项相互协作功能的进程的。当一个进程完成它的工作终止之后，它的父进程需要调用wait()或者waitpid()系统调用取得子进程的终止状态。子进程虽然已经退出了，但是在系统进程表中还为它保留了一些退出状态的信息，如果父进程一直不取得这些退出信息的话，这些进程表项就将一直被占用此时，这些占着资源又不干活的子进程就成为“僵死进程”（zombie）。系统进程表是一项有限资源，如果系统进程表被僵死进程耗尽的话，系统就可能无法创建新的进程。

  孤儿进程 ：在进程还未退出之前，它的父进程就已经退出了，一个没有了父进程的子进程就是一个孤儿进程 （orphan）。既然所有进程都必须在退出之后被wait()或waitpid()以释放其遗留在系统中的一些资源，而孤儿进程就会被init处理，init进程专门负责处理孤儿进程的善后工作。每当出现一个孤儿进程的时候，内核就把孤儿进程的父进程设置为init，而init进程会循环地wait()它的已经退出的子进程。这样，当一个孤儿进程结束了其生命周期的时候，init进程就会处理它的一切善后工作。

　　任何一个子进程(init除外)在exit()之后，并非马上就消失掉，而是留下一个称为僵尸进程(Zombie)的数据结构，等待父进程处理。这是每个子进程在结束时都要经过的阶段。如果子进程在exit()之后，父进程没有来得及处理，这时用ps命令就能看到子进程的状态是“Z”。如果父进程能及时处理，可能用ps命令就来不及看到子进程的僵尸状态，但这并不等于子进程不经过僵尸状态。  如果父进程在子进程结束之前退出，则子进程将由init接管。init将会以父进程的身份对子进程进行处理。

  这样来看，孤儿进程并不会有什么危害，真正会对系统构成威胁的是僵死进程。例如有这样一个父进程：它定期的产生一个子进程，这个子进程做完它该做的事情之后就退出了，因此这个子进程的生命周期很短，但是，父进程只管生成新的子进程，至于子进程退出之后的事情，则一概不闻不问，这样，系统运行上一段时间之后，系统中就会存在很多的僵死进程，倘若用ps命令查看的话，就会看到很多状态为Z的进程。 严格地来说，僵死进程并不是问题的根源，罪魁祸首是产生出大量僵死进程的那个父进程。因此，当我们需要消灭系统中大量的僵死进程时， 就要把产生大量僵死进程的那个杀掉（也就是通过kill发送SIGTERM或者SIGKILL信号）。枪毙了元凶进程之后，它产生的僵死进程就变成了孤儿进程，这些孤儿进程会被init进程接管，init进程会wait()这些孤儿进程，释放它们占用的系统进程表中的资源 。

 实例：

一.僵尸进程：

#include <stdio.h>#include <unistd.h>#include <errno.h>#include <stdlib.h>int main(){    pid_t  pid=getpid();    pid_t id = fork();    if (id < 0)    {        perror("fork error\n");        exit(1);    }    else if (pid == 0)    {        printf("I am child process.I am exiting.\n");        exit(0);    }    printf("I am father process.I will sleep five seconds\n");    //等待子进程先退出    sleep(5);    //输出进程信息    system("ps -o pid,ppid,state,tty,command");    printf("father process is exiting.\n");    return 0;} 

此程序就是先让子程序先结束，让父进程僵死五秒后结束父进程结束。

还有另一种情况：就是父进程不断的创建子进程：

代码如下：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#include <errno.h>int main(){    pid_t  pid=getpid();    while(1)    {        pid_t id = fork();        if (id < 0)        {            perror("fork error:");            exit(1);        }        else if (pid == 0)        {            printf("I am a child process.\n      I am exiting.\n");                     exit(0);        }        else        {     system("ps -o pid,ppid,state,tty,command");            sleep(5);            continue;        }    }    return 0;}

这种无休止的创建代码最后就会耗尽进程表，系统也就无法创建别的进程了。

僵尸进程的解决方法： 

（1）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。

（2） 原理是将子进程成为孤儿进程，从而其的父进程变为init进程，通过init进程可以处理僵尸进程。

二.孤儿进程

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <errno.h>#include <unistd.h>int main(){    pid_t pid ;    //创建一个进程    pid = fork();    //创建失败    if (pid < 0)    {        perror("fork error:");        exit(1);    }    //子进程    if (pid == 0)    {        printf("I am the child process.\n");        //输出进程ID和父进程ID        printf("pid: %d\tppid:%d\n",getpid(),getppid());        printf("I will sleep five seconds.\n");        //睡眠5s，保证父进程先退出        sleep(5);        printf("pid: %d\tppid:%d\n",getpid(),getppid());        printf("child process is exited.\n");    }    //父进程    else    {        printf("I am father process.\n");        //父进程睡眠1s，保证子进程输出进程id        sleep(1);        printf("father process is  exited.\n");    }    return 0;}