关于linux僵尸进程的理解

最近参与的项目设计linux中进程的fork以及exec相关的系统函数去调用shell命令。由于项目限制，在程序中不可用waitpid等待子进程运行结束(使用WNOHANG来确保waitpid立即返回，即使子进程仍在运行）。
写完程序做个简单的运行测试，发现出现了若干的僵尸进程（defunct/zombie),如下所示，于是寻求解决之道～～～

[root@scanner197 ~]# ps aux|grep perl
      root     10305  0.0  0.0      0     0 pts/2    Z+   21:38   0:00 [perl]
      root     10327  0.0  0.0      0     0 pts/2    Z+   21:38   0:00 [perl]
      root     10330  0.5  0.0      0     0 pts/2    Z+   21:39   0:00 [perl]
      root     10334  0.0  0.0   4032   700 pts/1    S+   21:39   0:00 grep perl

何为僵尸进程？
介绍的资料很多，这里套用网上一位作者写的：僵尸进程是指的父进程已经退出,而该进程结束之后没有进程接受,就成为僵尸进程进程。

僵尸进程有危害吗？
僵尸进程仅仅在进程列表中保留一个位置，记载该进程的退出状态等信息供其他进程收集，一般由其父进程来处理，若父进程不存在则交给init进程处理。除此之外，僵尸进程不占用任何内存空间。那么不占用内存就没有危害吗？显然不是，但系统僵尸进程不断增加，会导致进程表爆满，从而会使得新的进程创建失败，这是最严重的结果，所有但我们的程序产生僵尸进程，就得修复它。
如何解决僵尸进程？
可以发现，进程退出，其实是父进程来帮助处理；若父进程不在， 则有系统init进程处理。所有要么父进程处理，要么父进程消失。
1. 父进程处理
其实在子进程结束运行后，会产生SIGCHLD信号，父进程处理可以选择两类， 一类是忽略，一类是调用处理函数（waitpid算在内）
1) 忽略
    很简单，在产生子进程之前加上一句signal(SIGCHLD,  SIG_IGN); 示例如下：

void execCmdWithoutWait(std::string cmd)
{
    signal(SIGCHLD, SIG_IGN); //to avoid defunct/zombie
    //signal(SIGCHLD, process); //to avoid defunct/zombie
    pid_t pid;

    if((pid = fork()) < 0)
    {
        cout<<"fork() fail!"<<endl;
        return false;
    }
    int status;
    if(pid == 0) //child process
    {
        //exectue
        if((execl("/bin/sh", "sh", "-c", cmd.c_str(), NULL)) < 0)
        {
            cout<<"Execute cmd:"<<cmd<<" failed"<<endl;
            return false;
        }
    }
    else //parent
    {
        pid_t return_pid = waitpid(pid, &status, WNOHANG);
        if(return_pid < 0) //fail
        {
            cout<<"waitpid error."<<endl;
        }
        cout<<"return pid="<<return_pid<<endl;
     }
}
int main()
{
    while(true)
    {
        execCmdWithoutWait("/opt/bin/qtool.pl /home/niel /home/niel");
        sleep(10);
    }
    return 0;
}

2) 处理
    设置SIGCHLD信号对于的处理函数。代码示例如下：

void process(int sig)    //processing function should as the prototype void（*handler)(int)
{
    cout<<"Process SIGCHLD"<<endl;
    pid_t pid_t = waitpid(-1, NULL, 0);    //here we wait pid, for no waiting requirements, we can do other processing.
    cout<<"pid_t="<<pid_t<<endl;

}

void execCmdWithoutWait(std::string cmd)
{
    //signal(SIGCHLD, SIG_IGN); //to avoid defunct/zombie
    signal(SIGCHLD, process); //to avoid defunct/zombie
    pid_t pid;

    if((pid = fork()) < 0)
    {
        cout<<"fork() fail!"<<endl;
        return false;
    }
    int status;
    if(pid == 0) //child process
    {
        //exectue
        if((execl("/bin/sh", "sh", "-c", cmd.c_str(), NULL)) < 0)
        {
            cout<<"Execute cmd:"<<cmd<<" failed"<<endl;
            return false;
        }
    }
    else //parent
    {
        pid_t return_pid = waitpid(pid, &status, 0);
        if(return_pid < 0) //fail
        {
            cout<<"waitpid error."<<endl;
        }
        cout<<"return pid="<<return_pid<<endl;
     }
}
int main()
{
    while(true)
    {
        execCmdWithoutWait("/opt/bin/qtool.pl /home/niel /home/niel");
        sleep(10);
    }
    return 0;
}

在上面的代码示例中，同样有waitpid语句来接受子进程的返回（当声明SIGCHLD信号对应处理函数后/或忽略该信号，waitpid语句可以移除）。以避免子进程成为僵尸进程。

2. 父进程消失
父进程结束，则该父进程所产生的僵尸进程都会递给init进程。则也有两类处理：一类是强行kill父进程，这就等同于中止程序的运行；另一类是，我们所写的代码中让父进程消失。
对于第一类，就是关闭程序，这里不做任何介绍。对于第二类，常用的方法是两次fork()。示例代码如下：

void execCmd(std::string cmd)
{
    pid_t pid;

    if((pid = fork()) < 0)
    {
        cout<<"fork() for child_1 failed"<<endl;
    }

    if(pid == 0) //child_1
    {
        if((pid = fork()) < 0)
        {
            cout<<"fork() failed for child_2"<<endl;
        }
        else
        {
            if(pid == 0) //child_2
            {
                 //exectue
                if((execl("/bin/sh", "sh", "-c", cmd.c_str(), NULL)) < 0)
                {
                    cout<<"Execute cmd:"<<cmd<<" failed"<<endl;
                }
            }
            else
            {
                exit(0);
            }
        }
    }
    else
    {
        pid_t return_pid = waitpid(pid, NULL, 0);
        if(return_pid < 0)
        {
            cout<<"Waitpid failed!"<<endl;
        }
        cout<<"return pid="<<return_pid<<endl;
    }
}

int main()
{

    while(true)
    {
        //execCmdWithoutWait("/opt/bin/qtool.pl /home/niel /home/niel");
        execCmd("/opt/bin/qtool.pl /home/niel /home/niel");
        sleep(10);
    }
    return 0;
}

OK， 现在选哪个方法就取决与你了。相关资料在网上应该很多，重要的是，自己手动去做一遍，加深一下理解。如果在你的项目中恰巧用到了这些知识，想必大有裨益～～～～～