僵尸与孤儿（Linux下各进程状态的查看）

僵尸与孤儿（Linux进程的状态）

Linux下的状态

R状态	要么在运行，要么在运行队列里等待运行
S状态	浅度睡眠 – 可中断睡眠（类似于阻塞状态）
D状态	深度睡眠 – 不可中断睡眠（无论如何都kill不掉）
T状态（暂停）	程序暂停，从前台转向后台
t状态（追踪）	用gdb调试的时候，停在断点处
Z状态（僵尸）	看正文
X状态（孤儿）	看正文

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僵尸进程

僵尸进程是什么

左图将死未死的僵尸，并不是僵尸状态
右图的死亡后，浏览器记录还没有删掉（生前的记录还有保存），是僵尸状态

僵尸进程：

1. 子进程与父进程运行时，子进程先退出了（此时子进程的声明周期已经终止，子进程的状态需要维持，他们被保存在了task_struct结构体中）
2. 如果此时父进程不接收子进程的返回状态，那么子进程就会维持僵尸状态，等待父进程的接收（帮助自己删除浏览器记录）
3. 等到父进程接收后，子进程就会解除僵尸状态，然后就真真正正死亡了

Linux下的Z状态

完整代码：

  1 #include<stdio.h>
  2 #include<unistd.h>
  3 #include<sys/types.h>
  4 #include<stdlib.h>
  5 
  6 int main()
  7 {
  8    size_t pid=fork();
  9    if(pid==0)
 10    {
 11        int n=5;
 12        while(n--)//5秒后子进程退出，父进程还在跑
 13        {
 14            printf("i am child poccess,pid:%d,ppid:%d\n",getpid(),getppid());
 15            sleep(1);
 16        }
 17    }
 18   else
 19   {
 20       
 21       while(1)//父进程死循环，不退出，也不接收子进程的返回信息                                                 
 22       {
 23           printf("i am father poccess,pid:%d,ppid:%d\n",getpid(),getppid());
 24           sleep(1);
 25           //wait();
 26           //printf("wait complet\n");
 27       }
 28   }
 29     return 0;
 30 }

上述代码结果：

父子进程开始时一起运行，5秒之后，子进程退出，父进程还在运行，此时父进程没有接收子进程的返回信息。子进程进入僵尸状态

僵尸进程的危害

一个程序的进程结束后，状态信息还没有被接收，此时进入僵尸状态。而这个僵尸状态会一直维持到该进程的状态信息被接收

这就会导致

1. 占用空间，内存泄露
2. 由于操作系统提供给用户的进程数量是有限的，大量的僵尸进程可能会导致新的进程无法运行

如何避免产生大量的僵尸进程

先给出一个概念：任何进程的结束状态都是僵尸状态

参照C语言：任何函数结束的时候都有一个返回值（或者运行中途出错了，要保留出错信息告诉调用自己的函数），此时就可以理解为他们进入了僵尸状态（程序已经运行完了，等待有人来接收我的返回值）。所以有时候你在Linux上看不到一些程序运行完后的僵尸状态，是因为操作系统读取的太快了。

• 建议方法 – 进程等待

调用 **wait() , waitpid()**函数

pid_t wait(int *status);
//等待任意一个子进程，成功返回子进程pid，失败返回<0
pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);
//返回值同上，参数pid==-1时可以回收任意子进程，>0时指定回收指定pid的子进程；
//status用来接收退出信息（退出码和信号）；
//options为0是阻塞等待

调用这个函数来回收子进程的资源和获取子进程的退出信息，然后子进程就会退出僵尸状态

  1 #include<stdio.h>
  2 #include<unistd.h>
  3 #include<sys/types.h>
  4 #include<sys/wait.h>
  5 
  6 int main()
  7 {
  8    size_t pid=fork();
  9    if(pid==0)
 10    {
 11        int n=5;
 12        while(n--)
 13        {
 14            printf("i am child poccess,pid:%d,ppid:%d\n",getpid(),getppid());
 15            sleep(1);
 16        }
 17    }
 18   else
 19   {
 20       
 21       while(1)
 22       {
 23           printf("i am father poccess,pid:%d,ppid:%d\n",getpid(),getppid());
 24           sleep(1);
 25           pid_t rpid=wait(NULL);//调用wait，来等待子进程，此时父进程不会再往后运行，直到子进程返回
 26           if(rpid>0) printf("wait complet\n");
 27       }
 28   }
 29     return 0;
 30 }

运行结果：

子进程退出的一瞬间就被父进程接收了，所以本来的两个进程变成了一个进程

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孤儿进程

孤儿进程是什么

孤儿进程：

1. 当其失去了父进程，而子进程还在跑，那么此时子进程就变成了孤儿进程
2. Linux下的孤儿进程会被init进程（pid=0）回收
3. 变成孤儿的进程会由前台进程变成后台进程

Linux下的X状态

完整代码：

  1 #include<stdio.h>
  2 #include<sys/types.h>
  3 #include<unistd.h>
  4 #include<stdlib.h>
  5 
  6 int main()
  7 {
  8    size_t pid=fork();
  9    if(pid==0)
 10    {
 11        while(1)//子进程一直运行，不退出
 12        {
 13            printf("i am child process,pid:%d,ppid:%d\n",getpid(),getppid());
 14            sleep(1);
 15        }
 16    }
 17   else
 18   {
 19       int n=10;
 20       while(n--)//父进程运行10秒后退出
 21       {
 22           printf("i am father process,pid:%d,ppid:%d\n",getpid(),getppid());
 23           sleep(1);
 24       }                                                                             
 25       printf("father process out\n\n");
 26   }
 27     return 0;
 28 }

上图中为何显示不出X？详见如下

Linux中对孤儿进程的处理

由上述代码可以看出，子进程的ppid在其父进程被干掉后立马转变成为1。

这是因为子进程变成孤儿的瞬间，就被init进程接收了，并且变成后台进程，所以S+变成S（此时ctrl+c杀不死，只能用kill来杀掉）

孤儿进程的危害

由于init进程帮我们接手了孤儿进程，所以孤儿进程就等于换了个父进程，所以并没有什么危害

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其余的几种状态的查看

T状态（暂停）

可以用 kill -19 pid 命令来暂停进程

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t状态（追踪）

这种状态常见于gdb调试，可以用gdb调试一个代码，运行到断点处就会显示t状态

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S状态

这种是最常见的状态，分为 S+（前台运行）和 S（后台运行）

但是为什么我的程序分明正在运行，他却显示的是S状态，如图：

这是因为我的函数要访问硬件设备（要向屏幕打印输出），而访问硬件设备的速度是很慢的，这个时候程序在等待向硬件设备写入，所以是S+状态。

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R状态

注意：R状态并和不意味着程序正在运行，他也可能正处于运行队列里，等待被运行

如何查看R状态呢？只需要对上图进行一点修改

这样就不会访问硬件设备，无需等待，就会显示R+状态

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D状态

这种状态十分罕见，如果你碰到了，那么恭喜你，你的电脑也差不多挂掉了

个时候程序在等待硬件设备写入，所以是S+状态。