前言

進程就是運行起來的一個程序，但是進程并不局限于執(zhí)行起來的代碼，他的作用范圍還有很多，如存放數(shù)據(jù)的內存地址空間，執(zhí)行線程，打開的文件，掛起的信號，處理器狀態(tài)等。

進程在創(chuàng)建的時候開始存活，Linux系統(tǒng)會調用fork()方法復制一個現(xiàn)有進程來創(chuàng)建一個全新的進程，新產生的進程為子進程，創(chuàng)建者進程為父進程。當程序結束運行時，通過exit()系統(tǒng)調用退出執(zhí)行，該進程占用的資源包括內存空間，線程等被釋放掉。

進程家族樹

進程都是由其他進程創(chuàng)建出來的，每個進程都有自己的PID(進程標識號)，在Linux系統(tǒng)的進程之間存在一個繼承關系，所有的進程都是init進程的后代?？梢酝ㄟ^pstree命令查看到進程的族譜。系統(tǒng)中的每個進程必定會有一個父進程，可以在/proc文件系統(tǒng)中看到進程對應的父進程號，也可以通過ps -ef命令。

Linux進程涉及進程的所有操作都圍繞進程描述符展開，就是task_struct結構體。結構體包含好幾百個字段，該結構體可以完整的描述一個正在執(zhí)行的程序，如虛擬地址空間的信息，打開的文件，進程的執(zhí)行狀態(tài)和信息，命名空間，身份信息等。

在每個進程的task_struct中，用字段parent表示該進程的父進程，sibling代表兄弟進程鏈表，children代表子進程鏈表，理論上可以通過每一個進程獲取任何進程。

?

//結構體中相關字段struct?task_struct{...struct?task_struct?*parent;?/* 父進程 */?struct?list_head?children;?/* 子進程鏈表 */?struct?list_head?sibling;?/* 連接到父進程的子進程鏈表，兄弟進程 */?.... }

進程終結

當進程終結時候，系統(tǒng)需要釋放他所占有的所有資源。進程通過exit()系統(tǒng)調用結束進程，這個調用可能是來自進程內部的exit()，也可能來自外部的信號。在結束時候，該進程會使用該系統(tǒng)調用釋放自己的空間，包括引用的文件，內存描述符，還會給自己的父進程發(fā)送信號，給自己的子進程尋找一個父進程等操作。

調用結束后，此時該進程并沒有完全從系統(tǒng)上消失，進程的進程描述符依然存在于系統(tǒng)中，存在的唯一目的就是向父進程提供信息。

與自然規(guī)律相反，進程的收尾工作總是由該進程的父進程來做的，父進程會通過wait()系統(tǒng)調用來釋放該進程最后剩余的進程標識符，slab緩存等，該調用會阻塞當前父進程，直到某個子進程退出。

關于進程退出，可以結合看一下Linux bash怎么做的。

• 首先ps命令獲取bash的進程PID

?

• 再開一個bash頁面，查看上個bash進程的系統(tǒng)調用

$?sudo strace -p <Pid>

可以看到該進程的系統(tǒng)調用已經(jīng)被捕獲。

• 輸入一條命令回車，觀察系統(tǒng)調用情況

  這里一條命令相當于一個bash的子進程，這里以tail為例?？梢钥吹阶枞皆撓到y(tǒng)調用，也就是在等待回收子進程。

使用Ctrl+C結束進程tail時候，返回了tail進程的Pid。

了解了這些后，接下來理解僵尸進程和孤兒進程就很容易了。下面通過案例講解一下。

僵尸進程

當進程exit()退出之后，他的父進程沒有通過wait()系統(tǒng)調用回收他的進程描述符的信息，該進程會繼續(xù)停留在系統(tǒng)的進程表中，占用內核資源，這樣的進程就是僵尸進程。

接下來通過一個案例構造一個僵尸進程。

#include?<unistd.h> #include?<stdio.h>int?main?() {/*fpid表示fork函數(shù)返回的值,fork會返回兩次，一次是父進程，返回值是子進程的Pid，在子進程會返回0*/pid_t?fpid;fpid=fork();//fork后會出現(xiàn)兩個分支執(zhí)行下面的代碼，一個父進程，一個新的子進程if?(fpid <?0)printf("fork error!");else?if?(fpid ==?0) {?//printf("child id is %d\n",getpid());sleep(30);//睡眠30s，在父進程之前退出printf("child finally...");}else?{?//父進程printf("parent id is %d\n",getpid());sleep(60);printf("parend finally...");} }

• 編譯并運行這段代碼。

$?gcc -o corpse corpse.c $?./corpose

• pstree查看進程樹

$?pstree -p 9106

• 等待子進程退出，查看子進程的狀態(tài)

$?cat?/proc/<Pid>/status

等到父進程退出之后，再來查看系統(tǒng)，該僵尸進程在系統(tǒng)中找不到了。

? 父進程退出，沒有為子進程”收尸”，但是子進程也會一并退出，怎么做到的呢？這就涉及到了孤兒進程。

孤兒進程

當一個進程正在運行時，他的父進程忽然退出，此時該進程就是一個孤兒進程。作為一個進程，需要找到一個父進程，否則這種進程在退出之后沒人回收他的進程描述符，空耗內存。此時該進程會找到一個父進程，如果自己所在的進程組沒人收養(yǎng)，那就作為init進程的子進程。

構造一個測試代碼：

#include?<unistd.h> #include?<stdio.h>int?main?() {/*fpid表示fork函數(shù)返回的值,fork會返回兩次，一次是父進程，返回值是子進程的Pid，在子進程會返回0*/pid_t?fpid;fpid=fork();//fork后會出現(xiàn)兩個分支執(zhí)行下面的代碼，一個父進程，一個新的子進程if?(fpid <?0)printf("fork error!");else?if?(fpid ==?0) {?//printf("child id is %d\n",getpid());sleep(100);}else?{?//父進程printf("parent id is %d\n",getpid());sleep(30);//睡眠30s，在子進程之前退出printf("parend finally...");} }

• 編譯并運行

$gcc -o orphan orphan.c $./orphan

• pstree查看進程樹

• 等到父進程退出再看進程信息

  可以看到看到該進程的父進程變?yōu)?，也就是init進程。

Init進程會為每一個子進程使用wait系統(tǒng)調用，確保不會產生僵尸進程。這里的wait系統(tǒng)調用指的是waitpid()，會傳入一個要等待的進程Pid，等待的指定進程，而不阻塞當前進程去等待。

等到該進程退出后，該進程的進程描述符等信息會被init進程回收，不會形成僵尸進程。

? 回到上一個僵尸進程的案例中，父進程退出掉后，該進程會找到init作為父進程，init進程針對給進程調用wait()系統(tǒng)調用回收了該子進程。這就是查詢不到這個進程的原因。

處置方式

孤兒進程會由init進程收養(yǎng)作為子進程，所以不會有什么危害；僵尸進程會占用進程號，以及未回收的文件描述符占用空間，如果產生大量的僵尸進程，將會導致系統(tǒng)無法分配進程號，說明父進程的代碼編寫有問題。

$?ps?-aux|grep?Z

在理想情況下，可以通過kill命令將進程殺死該進程的父進程來結束僵尸進程。當然也要結合具體場景來對待。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的僵尸进程与孤儿进程的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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