linux僵尸进程(一)

   在Linux进程的5种状态中，僵尸进程是非常特殊的一种，它已经放弃了几乎所有内存空间，没有任何可执行代码，也不能被调度，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，除此之外，僵尸进程不再占有任何内存空间。从这点来看，僵尸进程虽然有一个很酷的名字，但它的影响力远远抵不上那些真正的僵尸兄弟，真正的僵尸总能令人感到恐怖，而僵尸进程却除了留下一些供人凭吊的信息，对系统毫无作用。

/* zombie.c */
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
main()
{
    pid_t pid;

    pid=fork();

    if(pid<0)    /* 如果出错 */
        printf("error occurred!\n");
    else if(pid==0) /* 如果是子进程 */
        exit(0);
    else        /* 如果是父进程 */
        sleep(60);    /* 休眠60秒，这段时间里，父进程什么也干不了 */
        wait(NULL);    /* 收集僵尸进程 */
}

sleep的作用是让进程休眠指定的秒数，在这60秒内，子进程已经退出，而父进程正忙着睡觉，不可能对它进行收集，这样，我们就能保持子进程60秒的僵尸状态。

$ cc zombie.c -o zombie

$ ./zombie &
     [1] 1577

$ ps -ax
...  ...
1177 pts/0    S      0:00 -bash
1577 pts/0    S      0:00 ./zombie
1578 pts/0    Z      0:00 [zombie ]
1579 pts/0    R      0:00 ps -ax

中间Z，那就是僵尸进程的标志，它表示1578号进程现在就是一个僵尸进程。

系统调用exit，它的作用是使进程退出，但也仅仅限于将一个正常的进程变成一个僵尸进程，并不能将其完全销毁。僵尸进程虽然对其他进程几乎没有什么影响，不占用CPU时间，消耗的内存也几乎可以忽略不计，但有它在那里呆着，还是让人觉得心里很不舒服。而且Linux系统中进程数目是有限制的，在一些特殊的情况下，如果存在太多的僵尸进程，也会影响到新进程的产生。那么，我们该如何来消灭这些僵尸进程呢？ 

先来了解一下僵尸进程的来由，我们知道，Linux和UNIX总有着剪不断理还乱的亲缘关系，僵尸进程的概念也是从UNIX上继承来的，而UNIX的先驱们设计这个东西并非是因为闲来无聊想烦烦其他的程序员。僵尸进程中保存着很多对程序员和系统管理员非常重要的信息，首先，这个进程是怎么死亡的？是正常退出呢，还是出现了错误，还是被其它进程强迫退出的？其次，这个进程占用的总系统CPU时间和总用户CPU时间分别是多少？发生页错误的数目和收到信号的数目。这些信息都被存储在僵尸进程中，试想如果没有僵尸进程，进程一退出，所有与之相关的信息都立刻归于无形，而此时程序员或系统管理员需要用到，就只好干瞪眼了。

那么，我们如何收集这些信息，并终结这些僵尸进程呢？就要靠我们下面要讲到的waitpid调用和wait调用。这两者的作用都是收集僵尸进程留下的信息，同时使这个进程彻底消失。下面就对这两个调用分别作详细介绍：

wait的函数原型是：

#include /* 提供类型pid_t的定义 */
    #include
       pid_t wait(int *status)

进程一旦调用了wait，就立即阻塞自己，由wait自动分析是否当前进程的某个子进程已经退出，如果让它找到了这样一个已经变成僵尸的子进程，wait就会收集这个子进程的信息，并把它彻底销毁后返回；如果没有找到这样一个子进程，wait就会一直阻塞在这里，直到有一个出现为止。

参数status用来保存被收集进程退出时的一些状态，它是一个指向int类型的指针。但如果我们对这个子进程是如何死掉的毫不在意，只想把这个僵尸进程消灭掉，（事实上绝大多数情况下，我们都会这样想），我们就可以设定这个参数为NULL，就象下面这样：

pid = wait(NULL);

如果成功，wait会返回被收集的子进程的进程ID，如果调用进程没有子进程，调用就会失败，此时wait返回-1，同时errno被置为ECHILD。

 

/* wait1.c */
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
main()
{
    pid_t pc,pr;

    pc=fork();

    if(pc<0)         /* 如果出错 */
        printf("error ocurred!\n");
    else if(pc==0){        /* 如果是子进程 */
        printf("This is child process with pid of %d\n",getpid());
        sleep(10);    /* 睡眠10秒钟 */
    }
    else{            /* 如果是父进程 */
        pr=wait(NULL);    /* 在这里等待 */
        printf("I catched a child process with pid of %d\n"),pr);
    }
    exit(0);
}

 

$ cc wait1.c -o wait1 $ ./wait1 This is child process with pid of 1508 I catched a child process with pid of 1508

如果参数status的值不是NULL，wait就会把子进程退出时的状态取出并存入其中，这是一个整数值（int），指出了子进程是正常退出还是被非正常结束的（一个进程也可以被其他进程用信号结束，我们将在以后的文章中介绍），以及正常结束时的返回值，或被哪一个信号结束的等信息。由于这些信息被存放在一个整数的不同二进制位中，所以用常规的方法读取会非常麻烦，人们就设计了一套专门的宏（macro）来完成这项工作：

 WIFEXITED(status) ：这个宏用来指出子进程是否为正常退出的，如果是，它会返回一个非零值

WEXITSTATUS(status) ：当WIFEXITED返回非零值时，我们可以用这个宏来提取子进程的返回值，如果子进程调用exit(5)退出，WEXITSTATUS(status)就会返回5；如果子进程调用exit(7)，WEXITSTATUS(status)就会返回7。请注意，如果进程不是正常退出的，也就是说，WIFEXITED返回0，这个值就毫无意义。

/* wait2.c */
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
main()
{
    int status;
    pid_t pc,pr;
    pc=fork();
    if(pc<0)    /* 如果出错 */
        printf("error ocurred!\n");
    else if(pc==0){    /* 子进程 */
        printf("This is child process with pid of %d.\n",getpid());
        exit(3);    /* 子进程返回3 */
    }
    else{        /* 父进程 */
        pr=wait(&status);

        if(WIFEXITED(status)){    /* 如果WIFEXITED返回非零值 */
            printf("the child process %d exit normally.\n",pr);
            printf("the return code is %d.\n",WEXITSTATUS(status));
        }else            /* 如果WIFEXITED返回零 */
            printf("the child process %d exit abnormally.\n",pr);
    }

}

$ cc wait2.c -o wait2 $ ./wait2 This is child process with pid of 1538. the child process 1538 exit normally. the return code is 3.

当然，处理进程退出状态的宏并不止这两个，但它们当中的绝大部分在平时的编程中很少用到...