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分类: LINUX

2009-03-13 20:29:37

进程Process可以说是Linux是最重要的概念之一了。
所有我们可以看到的可执行程序全部是进程的实例。
进程在启动(加载到内存)前,是以可执行文件的形式存放在硬盘上的。
这样的文件通常会分成三部分:TEXT,DATA,BSS
其中TEXT对应可执行代码与只读数据。
DATA:当然就是初始化过的数据了,是可读可写的。
BSS:对应未初始化过的全局数据,不过是全部置零的,不过LINUX内核会指定其指向零页,也就是系统提供的零数据。
还有入口段。
这些都是线性存放的,当然读入到内存中也是线性存放的。

对于进程除了代码,数据外还有资源,通常意义上的资源就是指:
打开的文件,IPC,Socket,Timers,Signals,还有硬件资源。
通常这些资源是进程独享的。

另外对于进程,拥有自己的全地址内存空间与计算资源(当然是虚拟的)
也就是可以使用0~4G的地址,且以为自己是系统中唯一的可执行程序。


线程Thread,在传统的*NIX上是没有线程这一概念的,不过最近在内核上实现了PThread,
基本上大家可以这样认为,线程就是几个进程共享一切资源,其后组成一个进程。

做为LINUX系统的第一个进程init,是由内核构造出来的,而不是生成的。
因为进程的生成方式是从父进程拷贝出相同的代码然后生成子进程。
而做为第一个进程,很显示是无处拷贝,所以内核自己直接将init的资源与代码都放到了正确的位置。
就构造出了进程。
随后,开始调用fork()这一系统调用,开始创建子进程了。
应该注意的地方

在fork()/execve()过程中,假设子进程结束时父进程仍存在,而父进程fork()之前既没安装SIGCHLD信号处理函数调用 waitpid()等待子进程结束,又没有显式忽略该信号,则子进程成为僵尸进程,无法正常结束,此时即使是root身份kill -9也不能杀死僵尸进程。补救办法是杀死僵尸进程的父进程(僵尸进程的父进程必然存在),僵尸进程成为"孤儿进程",过继给1号进程init,init始 终会负责清理僵尸进程。
  僵尸进程是指的父进程已经退出,而该进程dead之后没有进程接受,就成为僵尸进程.(zombie)进程
  怎样产生僵尸进程的:
  一个进程在调用exit命令结束自己的生命的时候,其实它并没有真正的被销毁,而是留下一个称 为僵尸进程(Zombie)的数据结构(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)。在Linux进程的状态中,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。它需要它的父进程来为它收尸,如果他的父进程没安装SIGCHLD信
  号处理函数调用wait或waitpid()等待子进程结束,又没有显式忽略该信号,那么它就一直保持僵尸状态,如果这时父进程结束了,那么init进程自动
  会接手这个子进程,为它收尸,它还是能被清除的。但是如果如果父进程是一个循环,不会结束,那么子进程就会一直保持僵尸状态,这就是为什么系统中有时会有很多的僵尸进程。
  怎么查看僵尸进程:
  利用命令ps,可以看到有标记为Z的进程就是僵尸进程。
  怎样来清除僵尸进程:
  1.改写父进程,在子进程死后要为它收尸。具体做法是接管SIGCHLD信号。子进程死后,会 发送SIGCHLD信号给父进程,父进程收到此信号后,执行waitpid()函数为子进程收尸。这是基于这样的原理:就算父进程没有调用wait,内核 也会向它发送SIGCHLD消息,尽管对的默认处理是忽略,如果想响应这个消息,可以设置一个处理函数。
  2.把父进程杀掉。父进程死后,僵尸进程成为"孤儿进程",过继给1号进程init,init始终会负责清理僵尸进程.它产生的所有僵尸进程也跟着消失。
  ===========================================
  在Linux中可以用
  ps auwx
  发现僵尸进程
  a all w/ tty, including other users 所有窗口和终端,包括其他用户的进程
  u user-oriented 面向用户(用户友好)
  -w,w wide output 宽格式输出
  x processes w/o controlling ttys
  在僵尸进程后面 会标注
  ps axf
  看进程树,以树形方式现实进程列表
  ps axm
  会把线程列出来,在linux下进程和线程是统一的,是轻量级进程的两种方式。
  ps axu
  显示进程的详细状态
  ===========================================
  killall
  kill -15
  kill -9
  一般都不能杀掉 defunct进程
  用了kill -15,kill -9以后 之后反而会多出更多的僵尸进程
  kill -kill pid
  fuser -k pid
  可以考虑杀死他的parent process,
  kill -9 他的parent process
  ===========================================
  一个已经终止,但是其父进程尚未对其进行善后处理(获取终止子进程的有关信息、释放它仍占用的资源)的进程被称为僵死进程(Zombie Process)。
  避免zombie的方法:
  1)在SVR4中,如果调用signal或sigset将SIGCHLD的配置设置为忽略,则不会产生僵死子进程。另外,使用SVR4版的sigaction,则可设置SA_NOCLDWAIT标志以避免子进程僵死。
  Linux中也可使用这个,在一个程序的开始调用这个函数
  signal(SIGCHLD,SIG_IGN);
  2)调用fork两次。程序8 - 5 实现了这一点。
  3)用waitpid等待子进程返回.
  ===========================================
  zombie进程是僵死进程。防止它的办法,一是用wait,waitpid之类的函数获得
  进程的终止状态,以释放资源。另一个是fork两次
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  defunct进程只是在process table里还有一个记录,其他的资源没有占用,除非你的系统的process个数的限制已经快超过了,zombie进程不会有更多的坏处。
  可能唯一的方法就是reboot系统可以消除zombie进程。
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  任何程序都有僵尸状态,它占用一点内存资源(也就是进程表里还有一个记录),仅仅是表象而已不必害怕。如果程序有问题有机会遇见,解决大批量僵尸简单有效的办法是重起。kill是无任何效果的
  fork与zombie/defunct"
  在Unix下的一些进程的运作方式。当一个进程死亡时,它并不是完全的消失了。进程终止,它不 再运行,但是还有一些残留的小东西等待父进程收回。这些残留的东西包括子进程的返回值和其他的一些东西。当父进程 fork() 一个子进程后,它必须用 wait() 或者 waitpid() 等待子进程退出。正是这个 wait() 动作来让子进程的残留物消失。
  自然的,在上述规则之外有个例外:父进程可以忽略 SIGCLD 软中断而不必要 wait()。可以这样做到(在支持它的系统上,比如Linux):
  main()
  {
  signal(SIGCLD, SIG_IGN); /* now I don't have to wait()! */
  .
  .
  fork();
  fork();
  fork(); /* Rabbits, rabbits, rabbits! */
  }
  现在,子进程死亡时父进程没有 wait(),通常用 ps 可以看到它被显示为“”。它将永远保持这样 直到 父进程 wait(),或者按以下方法处理。
  这里是你必须知道的另一个规则:当父进程在它wait()子进程之前死亡了(假定它没有忽略 SIGCLD),子进程将把 init(pid 1)进程作为它的父进程。如果子进程工作得很好并能够控制,这并不是问题。但如果子进程已经是 defunct,我们就有了一点小麻烦。看,原先的父进程不可能再 wait(),因为它已经消亡了。这样,init 怎么知道 wait() 这些 zombie 进程。
  答案:不可预料的。在一些系统上,init周期性的破坏掉它所有的defunct进程。在另外 一些系统中,它干脆拒绝成为任何defunct进程的父进程,而是马上毁灭它们。如果你使用上述系统的一种,可以写一个简单的循环,用属于init的 defunct进程填满进程表。这大概不会令你的系统管理员很高兴吧?
  你的任务:确定你的父进程不要忽略 SIGCLD,也不要 wait() 它 fork() 的所有进程。不过,你也未必 要 总是这样做(比如,你要起一个 daemon 或是别的什么东西),但是你必须小心编程,如果你是一个 fork() 的新手。另外,也不要在心理上有任何束缚。
  总结:
  子进程成为 defunct 直到父进程 wait(),除非父进程忽略了 SIGCLD 。
  更进一步,父进程没有 wait() 就消亡(仍假设父进程没有忽略 SIGCLD )的子进程(活动的或者 defunct)成为 init 的子进程,init 用重手法处理它们。


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