Linux僵尸进程是如何被清理的 - 问答

在Linux系统中，僵尸进程（Zombie Process）是指已经结束运行但尚未被其父进程回收资源的进程。这些进程不再执行任何操作，但仍占用系统资源（如进程ID）。僵尸进程的存在可能会导致系统资源耗尽，因此需要及时清理。

僵尸进程的清理过程主要依赖于父进程和init进程（进程ID为1）的协作。以下是僵尸进程被清理的详细步骤：

父进程的责任

等待子进程结束：
- 父进程可以通过调用wait()或waitpid()系统调用来等待子进程结束。
- 当子进程结束时，操作系统会向父进程发送一个SIGCHLD信号。
处理SIGCHLD信号：
- 父进程需要设置一个信号处理函数来处理SIGCHLD信号。
- 在信号处理函数中，父进程应该调用wait()或waitpid()来回收子进程的资源。
回收资源：
- 通过wait()或waitpid()成功回收子进程后，操作系统会释放与该子进程相关的资源，包括进程ID和内存等。

init进程的责任

如果父进程没有正确处理SIGCHLD信号或者父进程已经退出，那么子进程就会变成僵尸进程。此时，init进程（进程ID为1）会介入清理这些僵尸进程：

定期检查：
- init进程会定期检查系统中的僵尸进程。
- 它会查找那些长时间处于僵尸状态的进程。
回收资源：
- 对于这些僵尸进程，init进程会调用waitpid()来回收它们的资源。
- 因此，即使父进程没有正确处理SIGCHLD信号，init进程也能确保这些僵尸进程最终被清理。

避免僵尸进程的建议

正确处理SIGCHLD信号：确保父进程设置了信号处理函数来处理SIGCHLD信号，并在其中调用wait()或waitpid()。
使用waitpid()的非阻塞模式：这样可以避免父进程被阻塞，从而更快地处理子进程的结束。
设置SA_NOCLDSTOP标志：这样可以防止子进程在停止时发送SIGCHLD信号给父进程。

示例代码

以下是一个简单的示例，展示了如何正确处理SIGCHLD信号以避免僵尸进程：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <signal.h>

void sigchld_handler(int signum) {
    int status;
    pid_t pid;

    // 循环等待所有已结束的子进程
    while ((pid = waitpid(-1, &status, WNOHANG)) > 0) {
        printf("Child process %d terminated with status %d\n", pid, status);
    }
}

int main() {
    pid_t pid;

    // 设置SIGCHLD信号处理函数
    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);
    }

    // 创建子进程
    pid = fork();
    if (pid == -1) {
        perror("fork");
        exit(EXIT_FAILURE);
    } else if (pid == 0) {
        // 子进程
        printf("Child process %d is running\n", getpid());
        exit(EXIT_SUCCESS);
    } else {
        // 父进程
        printf("Parent process %d is waiting for child process %d\n", getpid(), pid);
        // 父进程继续执行其他任务
        sleep(10);
    }

    return 0;
}

在这个示例中，父进程设置了SIGCHLD信号处理函数sigchld_handler，并在其中调用waitpid()来回收子进程的资源。这样可以确保即使父进程在等待子进程结束期间被阻塞，子进程的资源也能被及时回收，避免僵尸进程的产生。

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