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Linux僵尸进程(Zombie)的数据结构

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gaosmile 发布时间:2020-3-29 11:37
微信图片_20200329113149.jpg
可能很少有人意识到,在一个进程调用了exit之后,该进程 并非马上就消失掉,而是留下一个称为僵尸进程(Zombie)的数据结构。

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。

僵尸进程的来由,要追溯到Unix,Unix的设计者们设计这个东西并非是因为闲来无事想装装酷什么的。上面说到,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?也就是说,这个程序的退出码是什么?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,进程执行多长我们并不知道,一旦其退出,所有与之相关的信息都立刻都从系统中清除,而如果此时父进程或系统管理员需要用到,就只好干瞪眼了。

所以,进程退出后,系统会把该进程的状态变成Zombie,然后给上一定的时间等着父进程来收集其退出信息,因为可能父进程正忙于别的事情来不及收集,所以,使用Zombie状态表示进程退出了,正在等待父进程收集信息中。

Zombie进程不可以用kill命令清除,因为进程已退出,如果需要清除这样的进程,那么需要清除其父进程,或是等很长的时间后被内核清除。因为Zombie的进程还占着个进程ID号呢,这样的进程如果很多的话,不利于系统的进程调度。
下面,让我们来看看一个示例:

  1. #include <sys/types.h>

  2. #include <unistd.h>  main()

  3. {

  4.     pid_t pid;

  5.     pid=fork();

  6.     if(pid<0) {  
  7.         printf("error occurred!\n");

  8.     }else if(pid==0){  
  9.         exit(0);

  10.     }else{   
  11.         sleep(60);   
  12.         wait(NULL);

  13.     }

  14. }
复制代码

编译这个程序:

  1. $ cc zombie.c -o zombie
复制代码

后台运行程序,以使我们能够执行下一条命令

  1. $ ./zombie &
  2. [1] 1217
复制代码

列一下系统内的进程

  1. $ ps -ax

  2. ... ...
  3. 1137   pts/0   S   0:00   -bash
  4. 1217   pts/0   S   0:00   ./zombie
  5. 1218   pts/0   Z   0:00   [zombie]
  6. 1578   pts/0   R   0:00   ps   -ax
复制代码

其中的”Z”就是僵尸进程的标志,它表示1218号进程现在就是一个僵尸进程。
收集Zombie进程的信息,并终结这些僵尸进程,需要我们在父进程中使用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。

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