浅议孤儿进程和僵尸进程（defunc）

在linux中多进程的并发执行时，处理不当可能会出现 孤儿进程和僵尸进程；它们出现的情况如下：

1. 孤儿进程出现在: 父进程先于子进程结束时。（当用ps -a 时，可以看到父进程已不在了，而子进程依旧在的情形）

2.僵尸进程出现在：子进程先于父进程结束，而父进程未用 wait（）或者waitpid(),来监听子进程的状态，使子进程的资源迟迟不能释放的情形；

 （当用ps -a 查看时 那个僵尸进程的最后面将出现 defunc 的标志）；

 

 

 

下面的一个成程来展示僵尸进程和孤儿进程的产生情形：

1. 孤儿进程出现在: 父进程先于子进程结束时。（当用ps -a 时，可以看到父进程已不在了，而子进程依旧在的情形）

 

 

/*** * 设有两个并发执行的父子进程，不断循环输出各自进程号、优先数和调度策略。 * 进程初始调度策略均为系统默认策略和默认优先级。 * 当某个进程收到SIGINT信号时会自动将其优先数加1， * 收到SIGTSTP信号时会自动将其优先数减1。请编程实现以上功能 * * ***/ #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<errno.h> #include<sched.h> #include<sys/resource.h> #include<sys/types.h> #include<sys/wait.h> #include<signal.h> #include<unistd.h> void priority_increase(); void priority_descrease(); int main(int argc, char* argv[]) { pid_t ppid, pid; ppid = getpid(); signal(SIGINT, priority_increase); //注册优先数加1的信号 signal(SIGTSTP, priority_descrease); //注册优先数减1的信号 if((pid=fork()) <0 ) { perror("the child process can't be created :"); exit(-1); }else { if( pid>0) { struct sched_param p; p.sched_priority = 0; //设置静态优先数 sched_setscheduler(ppid,SCHED_OTHER, &p); //设置调度 printf("father process pid: %d , schedule_policy: %d, priority: %d/n", ppid, sched_getscheduler(ppid), getpriority(PRIO_PROCESS, ppid) ); printf("child process pid: %d , schedule_policy: %d, priority: %d/n", pid, sched_getscheduler(pid), getpriority(PRIO_PROCESS, pid) ); int n; while(1) { sleep(1); scanf("%d", &n); switch(n) { case 1: kill(ppid, SIGINT); // 使父进程的优先数加1； break; case 2: kill(ppid, SIGTSTP); //使父进程的优先数减1； break; case 3: kill(pid, SIGINT); //使子进程的优先数加1 break; case 4: kill(pid, SIGTSTP); // 使子进程的优先数减1 break; default: //默认，其他数字退出该程序 //注释以下3句将产生孤儿进程，当父进程退出时，子进程还继续在执行； /* kill(pid, SIGQUIT); int ret; wait(&ret); */ return 0; } } } else { struct sched_param p; p.sched_priority = 0; sched_setscheduler(pid, SCHED_OTHER, 0); while(1) { pause(); } } } return 0; } void priority_increase() { setpriority(PRIO_PROCESS, getpid(), getpriority(PRIO_PROCESS, getpid())+1 ); printf("process pid: %d , schedule_policy: %d, priority: %d/n", getpid(), sched_getscheduler(getpid()), getpriority(PRIO_PROCESS, getpid())); } void priority_descrease() { setpriority(PRIO_PROCESS, getpid(), getpriority(PRIO_PROCESS, getpid())-1 ); printf("process pid: %d , schedule_policy: %d, priority: %d/n", getpid(), sched_getscheduler(getpid()), getpriority(PRIO_PROCESS, getpid())); }

2.僵尸进程出现在：子进程先于父进程结束，而父进程未用 wait（）或者waitpid(),来监听子进程的状态，使子进程的资源迟迟不能释放的情形； /*** * 设有两个并发执行的父子进程，不断循环输出各自进程号、优先数和调度策略。 * 进程初始调度策略均为系统默认策略和默认优先级。 * 当某个进程收到SIGINT信号时会自动将其优先数加1， * 收到SIGTSTP信号时会自动将其优先数减1。请编程实现以上功能 * * ***/ #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<errno.h> #include<sched.h> #include<sys/resource.h> #include<sys/types.h> #include<sys/wait.h> #include<signal.h> #include<unistd.h> void priority_increase(); void priority_descrease(); int main(int argc, char* argv[]) { pid_t ppid, pid; ppid = getpid(); signal(SIGINT, priority_increase); //注册优先数加1的信号 signal(SIGTSTP, priority_descrease); //注册优先数减1的信号 if((pid=fork()) <0 ) { perror("the child process can't be created :"); exit(-1); }else { if( pid>0) { struct sched_param p; p.sched_priority = 0; //设置静态优先数 sched_setscheduler(ppid,SCHED_OTHER, &p); //设置调度 printf("father process pid: %d , schedule_policy: %d, priority: %d/n", ppid, sched_getscheduler(ppid), getpriority(PRIO_PROCESS, ppid) ); printf("child process pid: %d , schedule_policy: %d, priority: %d/n", pid, sched_getscheduler(pid), getpriority(PRIO_PROCESS, pid) ); int n; while(1) { sleep(1); scanf("%d", &n); switch(n) { case 1: kill(ppid, SIGINT); // 使父进程的优先数加1； break; case 2: kill(ppid, SIGTSTP); //使父进程的优先数减1； break; case 3: kill(pid, SIGINT); //使子进程的优先数加1 break; case 4: kill(pid, SIGTSTP); // 使子进程的优先数减1 break; default: //默认，其他数字退出该程序 //注释以下3句将产生孤儿进程，当父进程退出时，子进程还继续在执行； kill(pid, SIGQUIT); int ret; wait(&ret); return 0; } } } else { struct sched_param p; p.sched_priority = 0; sched_setscheduler(pid, SCHED_OTHER, 0); //注释下面的语句将出现僵尸进程，在父进程未退出之前 /* while(1) { pause(); } */ } } return 0; } void priority_increase() { setpriority(PRIO_PROCESS, getpid(), getpriority(PRIO_PROCESS, getpid())+1 ); printf("process pid: %d , schedule_policy: %d, priority: %d/n", getpid(), sched_getscheduler(getpid()), getpriority(PRIO_PROCESS, getpid())); } void priority_descrease() { setpriority(PRIO_PROCESS, getpid(), getpriority(PRIO_PROCESS, getpid())-1 ); printf("process pid: %d , schedule_policy: %d, priority: %d/n", getpid(), sched_getscheduler(getpid()), getpriority(PRIO_PROCESS, getpid())); } 

完整的实例：

/*** * 设有两个并发执行的父子进程，不断循环输出各自进程号、优先数和调度策略。 * 进程初始调度策略均为系统默认策略和默认优先级。 * 当某个进程收到SIGINT信号时会自动将其优先数加1， * 收到SIGTSTP信号时会自动将其优先数减1。请编程实现以上功能 * * ***/ #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<errno.h> #include<sched.h> #include<sys/resource.h> #include<sys/types.h> #include<sys/wait.h> #include<signal.h> #include<unistd.h> void priority_increase(); void priority_descrease(); int main(int argc, char* argv[]) { pid_t ppid, pid; ppid = getpid(); signal(SIGINT, priority_increase); //注册优先数加1的信号 signal(SIGTSTP, priority_descrease); //注册优先数减1的信号 if((pid=fork()) <0 ) { perror("the child process can't be created :"); exit(-1); }else { if( pid>0) { struct sched_param p; p.sched_priority = 0; //设置静态优先数 sched_setscheduler(ppid,SCHED_OTHER, &p); //设置调度 printf("father process pid: %d , schedule_policy: %d, priority: %d/n", ppid, sched_getscheduler(ppid), getpriority(PRIO_PROCESS, ppid) ); printf("child process pid: %d , schedule_policy: %d, priority: %d/n", pid, sched_getscheduler(pid), getpriority(PRIO_PROCESS, pid) ); int n; while(1) { sleep(1); scanf("%d", &n); switch(n) { case 1: kill(ppid, SIGINT); // 使父进程的优先数加1； break; case 2: kill(ppid, SIGTSTP); //使父进程的优先数减1； break; case 3: kill(pid, SIGINT); //使子进程的优先数加1 break; case 4: kill(pid, SIGTSTP); // 使子进程的优先数减1 break; default: //默认，其他数字退出该程序 //注释以下3句将产生孤儿进程，当父进程退出时，子进程还继续在执行； kill(pid, SIGQUIT); int ret; wait(&ret); return 0; } } } else { struct sched_param p; p.sched_priority = 0; sched_setscheduler(pid, SCHED_OTHER, 0); //注释下面的语句将出现僵尸进程，在父进程未退出之前 while(1) { pause(); } } } return 0; } void priority_increase() { setpriority(PRIO_PROCESS, getpid(), getpriority(PRIO_PROCESS, getpid())+1 ); printf("process pid: %d , schedule_policy: %d, priority: %d/n", getpid(), sched_getscheduler(getpid()), getpriority(PRIO_PROCESS, getpid())); } void priority_descrease() { setpriority(PRIO_PROCESS, getpid(), getpriority(PRIO_PROCESS, getpid())-1 ); printf("process pid: %d , schedule_policy: %d, priority: %d/n", getpid(), sched_getscheduler(getpid()), getpriority(PRIO_PROCESS, getpid())); }

关于僵尸进程的更多信息：

浅议Unix的defunct进程(“僵尸”进程)

本文出自:http://www2.ccw.com.cn 作者: 张道新 赵国明 (2002-04-17 08:02:00)

在Unix系统管理中，当用ps命令观察进程的执行状态时，经常看到某些进程的状态栏为defunct，这就是所谓的“僵尸”进程。“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）。由于进程表的容量是有限的，所以，defunct进程不仅占用系统的内存资源，影响系统的性能，而且如果其数目太多，还会导致系统瘫痪。 我们知道，每个Unix进程在进程表里都有一个进入点（entry），核心程序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。当这个进程走完了自己的生命周期后，它会执行exit()系统调用，此时原来进程表中的数据会被该进程的退出码（exit code）、执行时所用的CPU时间等数据所取代，这些数据会一直保留到系统将它传递给它的父进程为止。由此可见，defunct进程的出现时间是在子进程终止后，但是父进程尚未读取这些数据之前。利用这一点我们可以用下面的程序建立一个defunct 进程： #include <stdio.h> #include<sys/types.h> main(){ if(!fork()){ printf(“child pid=%d/n”, getpid()); exit(0) } sleep(20); printf(“parent pid=%d /n”, getpid()); exit(0); } 当上述程序以后台的方式执行时，第8行强迫程序睡眠20秒，让用户有时间输入ps -e指令，观察进程的状态。当父进程执行终止后，再用ps -e命令观察时，我们会发现defunct进程也随之消失。这是因为父进程终止后，init 进程会接管父进程留下的这些“孤儿进程”（orphan process），而这些“孤儿进程”执行完后，它在进程表中的进入点将被删除。如果一个程序设计上有缺陷，就可能导致某个进程的父进程一直处于睡眠状态或是陷入死循环，那么当该子进程执行结束后就变成了defunct进程，这个defunct 进程可能会一直留在系统中直到系统重新启动。 如果我们将上述程序略作修改，在第8行sleep()系统调用前执行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。 由于调度程序无法选中Defunct 进程，所以不能用kill命令删除Defunct 进程，惟一的方法只有重启系统。 （计算机世界报 第31期 C23

上文的原始链接：http://fanqiang.chinaunix.net/a1/b5/20020417/080200185.html