Linux 僵尸进程与孤儿进程

一、什么是僵尸进程和孤儿进程(概念、危害及解决办法)

僵尸进程：

	一个进程使用 fork 创建子进程，如果子进程退出而父进程并没有调用 wait() 或者 waitpid() 获取子进程信息，
那么子进程的描述符仍然保存在系统中。这种进程就被称为僵尸进程 -------- 即 Z 进程

危害及解决办法：

	一个进程会定期的产生一些子进程，这些子进程由于处理的事情很少并且处理完后会退出，即生命周期短。但是这些子进程退出之后，
它们的状态信息还会保留在系统中，它们的父进程只管生成新的子进程，并没有去调用 wait() 或者 waitpid() 去获取子进程的状态信息，
系统运行一段时间之后就会有大量的僵死进程，用 ps 命令来查看的话就会看到许多状态为 z 的进程。
	危害：占用资源不放，正常进程可能无法进行创建

解决办法：

	我们要解决的话就只能找到那个产生大量僵死进程的父进程，只有杀死掉那个父进程 (通过 kill 发送 SIGTERM 或 SIGKILL) 
杀死掉那个父进程之后，那些僵死进程就成了孤儿进程，孤儿进程会被 init 进程接管，init 会 wait 掉这些孤儿进程并且释放它们在系统中
占用的资源这些僵死的孤儿进程就会死去。 

继续僵尸进程:

1. 产生原因：

	在UNIX 系统中，一个进程结束了，但是他的父进程没有等待（调用wait / waitpid）它，那么他将变成一个僵尸进程。
通过ps命令查看其带有defunct的标志。僵尸进程是一个早已死亡的进程，但在进程表 （processs table）中仍占了一个位置（slot）。
	但是如果该进程的父进程已经先结束了，那么该进程就不会变成僵尸进程。因为每个进程结束的时候，
系统都会扫描当前系统中所运行的所有进程，看看有没有哪个 进程是刚刚结束的这个进程的子进程，如果是的话，就由Init进程来接管他，
成为他的父进程，从而保证每个进程都会有一个父进程。而Init进程会自动 wait其子进程，因此被Init接管的所有进程都不会变成僵尸进程。

2. 原理分析：

	每个Unix进程在进程表里都有一个进入点（entry），核心进程执 行该进程时使用到的一切信息都存储在进入点。
当用 ps 命令察看系统中的进程信息时，看到的就是进程表中的相关数据。当以fork（）系统调用建立一个新的进程后，
核心进程就会在进程表中给这个新进程分配一个 进入点，然后将相关信息存储在该进入点所对应的进程表内。
这些信息中有一项是其父进程的识别码。
	子进程的结束和父进程的运行是一个异步过程，即父进程永远无法预测子进程到底什么时候结束。那么会不会因为父进程太忙来不及
wait 子进程，或者说不知道子进程什么时候结束，而丢失子进程结束时的状态信息呢？不会。因为UNIX提供了一种机制可以保证，
只要父进程想知道子进程结束时的 状态信息，就可以得到。这种机制就是：当子进程走完了自己的生命周期后，它会执行exit（）
系统调用，内核释放该进程所有的资源，包括打开的文件，占用 的内存等。但是仍然为其保留一定的信息（包括进程号the process ID，
退出码exit code，退出状态the terminationstatus of the process，运行时间the amount of CPU time taken by the process等），
这些数据会一直保留到系统将它传递给它的父进程为止，直到父进程通过wait / waitpid来取时才释放。

3.解决方法：

	（1） 父进程通过wait和waitpid等函数等待子进程结束，这会导致父进程挂起。
执行wait（）或waitpid（）系统调用，则子进程在终止后会立即把它在进程表中的数据返回给父进程，此时系统会立即删除该进入点。
在这种情形下就不会产生defunct进程。
	（2） 如果父进程很忙，那么可以用signal函数为SIGCHLD安装handler。在子进程结束后，父进程会收到该信号，可以在handler中
调用wait回收。
	（3） 如果父进程不关心子进程什么时候结束，那么可以用signal（SIGCLD, SIG_IGN）或signal（SIGCHLD, SIG_IGN）通知内核，
	自己对子进程的结束不感兴趣，那么子进程结束后，内核会回收，并不再给父进程发送信号
	（4）fork两次，父进程fork一个子进程，然后继续工作，子进程fork一个孙进程后退出，那么孙进程被init接管，孙进程结束后，
	init会回收。不过子进程的回收还要自己做。

孤儿进程概念：

	如果父进程退出而它的一个或多个子进程还在运行，那么这些子进程就被称为孤儿进程孤儿进程最终将被 init 进程 (进程号为 1 的 
init进程) 所收养并由 init 进程完成对它们的状态收集工作。

孤儿进程说明：

	孤儿进程是没有危害的，孤儿进程是没有父进程的子进程，当孤儿进程没有父进程时，内核就会init设置为孤儿进程的父进程，
init进程就会调用wait去释放那些已经退出的子进程，当孤儿进程完成其声明周期之后，init会释放掉其状态信息。 
	每一个进程（init除外）在执行exit之后，不会马上消失会留下一个称为僵尸进程的数据结构来等父进程处理。父进程没有及时
处理的话，用ps命令来查看就会发现其状态为“z”。父进程及时处理的话，虽然ps之后状态信息不是“z”但并不等于子进程不经过
僵尸状态。

僵尸进程测试程序：

#include 
#include 
#include 
#include 
int main()
{
    pid_t id = fork();
    if(id < 0)
    {
        perror("fork");
        return 1;
    }
    else if(id > 0)
    {
        printf("parent[%d] is sleeping ... \n", getpid());
        sleep(30);
    }
    else
    {
        printf("child[%d] is begin z ... \n", getpid());
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }
    //printf("Hello world\n");
    return 0;
}

测试结果：

孤儿进程测试程序：

#include 
#include 
#include 
#include 
int main()
{
    pid_t id = fork();
    if(id < 0)
    {
        perror("fork");
        return 1;
    }
    else if(id == 0)
    {
        printf("I am child, pid: %d\n", getpid());
        sleep(10);
    }
    else
    {
        printf("I am parent, pid: %d\n", getpid());
        sleep(3);
        exit(0);
    }
    //printf("Hello world\n");
    return 0;
}

孤儿进程测试结果：