Linux僵尸进程是怎样形成的

Linux僵尸进程（Zombie Process）是在进程终止后，仍然在进程表中保留一个位置，等待父进程读取其退出状态信息。如果父进程没有正确处理子进程的退出状态，子进程就会变成僵尸进程。以下是僵尸进程形成的原因和过程：

形成原因

1. 父进程没有调用wait()或waitpid()函数：

   • 当子进程终止时，操作系统会将其状态设置为EXIT_ZOMBIE，并将其放入僵尸进程队列。
   • 如果父进程没有调用wait()或waitpid()来读取子进程的退出状态，子进程就会一直保持在僵尸状态。

2. 父进程过早退出：

   • 如果父进程在子进程之前退出，而没有正确地处理子进程的退出状态，子进程也会变成僵尸进程。
   • 这种情况下，init进程（PID为1）通常会接管这些僵尸进程，但如果init进程也崩溃了，僵尸进程就会一直存在。

3. 信号处理不当：

   • 如果父进程在接收到子进程的退出信号（如SIGCHLD）后没有正确处理，也可能导致僵尸进程的产生。

形成过程

1. 子进程终止：

   • 子进程执行完毕并调用exit()函数，操作系统将其状态设置为EXIT_ZOMBIE。

2. 进入僵尸队列：

   • 操作系统将这个僵尸进程放入系统的僵尸进程队列中。

3. 父进程等待：

   • 父进程应当调用wait()或waitpid()函数来读取子进程的退出状态并释放其资源。
   • 如果父进程没有这样做，子进程就会一直保持在僵尸状态。

4. 资源占用：

   • 尽管僵尸进程不再执行任何操作，但它仍然占用一个进程表项，这可能导致系统进程表空间耗尽。

解决方法

1. 正确处理信号：

   • 父进程应当设置信号处理函数来处理SIGCHLD信号，并在信号处理函数中调用wait()或waitpid()。

   #include <stdio.h>
   #include <stdlib.h>
   #include <sys/types.h>
   #include <sys/wait.h>
   #include <signal.h>
   
   void sigchld_handler(int s) {
       while (waitpid(-1, NULL, WNOHANG) > 0);
   }
   
   int main() {
       struct sigaction sa;
       sa.sa_handler = sigchld_handler;
       sigemptyset(&sa.sa_mask);
       sa.sa_flags = SA_RESTART;
       if (sigaction(SIGCHLD, &sa, NULL) == -1) {
           perror("sigaction");
           exit(EXIT_FAILURE);
       }
   
       pid_t pid = fork();
       if (pid == 0) {
           // 子进程
           printf("Child process exiting...\n");
           exit(0);
       } else if (pid > 0) {
           // 父进程
           printf("Parent process waiting for child...\n");
           sleep(10); // 模拟父进程做其他事情
       } else {
           perror("fork");
           exit(EXIT_FAILURE);
       }
   
       return 0;
   }
   

2. 确保父进程不会过早退出：

   • 确保父进程在子进程完成之前不会退出，或者在父进程退出前正确处理子进程的退出状态。

通过以上方法，可以有效地避免和处理Linux僵尸进程的问题。