【Linux】浅聊僵尸态进程的产生原因与危害

这篇博客中，我们将简单聊一聊——僵尸态进程的产生原因与危害，但在了解这些之前，我们还需要了解一些东西，例如进程的基本构成以及什么是僵尸态进程等概念

进程的基本构成

在32位机中，系统为一个进程分配的大小为4G（1K = 1024 = 2^10；1M =  2^20；1G = 2^30；所以4G = 2^32），其中0-3G为用户空间，3-4G为内核空间，用户空间与内核空间里的数据我们就在这里不赘述了，具体构成大家可以看看下图

僵尸态进程产生的原因

要想了解僵尸态进程为何产生，我们要先来了解而以下几点：

1.什么是僵尸态

当子进程退出时，父进程没有读取到子进程的返回代码，子进程就会进入僵尸态。僵尸进程会以终止状态保持在进程表中，并且会一直在等待父进程读取返回代码。

2.僵尸态进程的产生过程

在了解了什么是僵尸态后，我们来聊一聊什么是僵尸态进程是怎么产生的

为什么这种进程会被称为僵尸态进程呢？重点就和这“僵尸”二字有关。说是僵尸，其实更像是丧尸。丧尸其实就是失去了人性，残留在人世间的嗜血尸体。

僵尸态进程的产生过程

1. 子进程先于父进程退出，子进程的用户空间被系统释放
2. 但是这时，父进程没有读到子进程的返回代码，不知道子进程退出了
3. 因为父进程没有读到子进程的返回代码，所以系统故意残留了子进程内核空间里的部分PCB，导致子进程没有被回收完全，从而产生了僵尸态进程。具体情况如下图所示

接下来，我们来做几个简单的操作，验证我们上述的讲解是否正确，同时也来帮大家加深印象

我们来创建一个main.c的文件，具体代码以及操作步骤如下所示

#include
#include//getpid()函数的头文件

int main()
{
    pid_t pid;
    pid = fork();
    //父进程进入该判断并被阻塞
    if(pid > 0)
    {
        //让父进程一次睡两秒
        while(1)
        {
            printf("Father Process %d is sleeping now \n",getpid());
            sleep(2);
        }
    }
    else if(pid == 0)
    {
        int count = 8;
        while(1)
        {
            //当count<0时，子进程退出循环
            //此时父进程仍在循环，无法得到子进程的返回代码，僵尸态进程产生
            if(count <= 0)
            {
                break;
            }
            printf("Child Process %d count = %d\n",getpid(),count);
            count--;
            sleep(1);
        }
        printf("Zombie Process %d Generate!\n",getpid());
    }
    //如果子进程创建失败
    else if(pid < 0)
    {
        perror("Child Process fork Failed!\n");
        return 0;
    }
    return 0;
}

可以发现，打印结果与我们所期望的一样，子进程每一次睡一秒，父进程每次睡两秒，8秒后，子进程退出，父进程仍在循环，没有得到子进程的返回代码，自此子进程变成了僵尸进程，也就是那一句“Zombie Process 7777 Generate!”。

我们再来检验一下，子进程是否成为了僵尸进程，结果如下图所示

僵尸的英文为Zombie，所以这里子进程的状态就是Z+，也就是僵尸态。自此，僵尸态进程的产生过程就大体讲解完毕了，相信大家也就明白了僵尸态进程产生的原因了

总而言之，就是只要子进程退出，父进程还在运行，但父进程没有读取到子进程的返回代码，子进程就会进入僵尸态

但接下来我们要关注一个细节——在第3步中，为什么父进程没有读到子进程的返回代码后，系统就会故意留下子进程内核空间里的部分PCB呢？这里就涉及到一个小细节了

小细节——为什么系统会残留部分PCB

要想解释此情况的产生原因，举个形象的小例子再合适不够了

我们来做一个情景假设——

有一个人叫张三，他爹叫李四，有一天张三突然死掉了，原因未知，尸体刚送到医院，还没等李四到呢，结果医院一把火给尸体烧了，李四纳了闷了——“不是哥们，我儿子你杀的呀，连看都不让我看一下吗？我连我儿子咋死的都不知道啊？”。

诶，这句话就是问题的关键，这个子进程是我父进程创建的啊，我这个子进程咋死的我总得知道啊。正巧的是，子进程的退出原因就放在其PCB里面，所以当父进程没有读到子进程的返回代码时，系统就会留下该子进程的部分PCB，以供其父进程来读取子进程的退出原因并回收该PCB，回收完成后，子进程也会退出僵尸态

总而言之，系统残留僵尸进程部分PCB的原因就是供父进程进行验尸，也就是查询退出原因

僵尸态进程的危害

1. 由于PCB创建的数量是固定的，一个僵尸进程会占用一个PCB，所以影响其他进程的创建
2. 造成了内存泄漏（内存泄漏的定义——内存空间在使用完毕后未被回收，结果导致该内存单元一直被占据，直到程序结束）

大家有什么地方没有看懂的话，可以在评论区留言给我，咱要力所能及的话就帮大家解答解答

今天的学习记录到此结束啦，咱们下篇文章见，ByeBye！