僵尸进程

产生

如果子进程先退出了，父进程还未结束并且没有调用 wait 或者 waitpid 函数获取子进程的状态信息，则子进程残留的状态信息（ task_struct 结构和少量资源信息）会变成僵尸进程。

// gcc -o zombie zombie.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>

int main() {
    pid_t pid;

    // 创建子进程
    pid = fork();
    if (pid < 0) {
        // fork失败
        perror("fork");
        exit(EXIT_FAILURE);
    } else if (pid == 0) {
        // 子进程
        printf("Child process with PID: %d\n", getpid());
        // 子进程立即退出
        exit(EXIT_SUCCESS);
    } else {
        // 父进程
        printf("Parent process with PID: %d, Child PID: %d\n", getpid(), pid);
    }

    // 父进程继续执行其他任务，例如睡眠一段时间
    printf("Parent process continue do something\n");
    sleep(10);

    return 0;
}

在终端中输入 gcc -o zombie zombie.c 进行编译，之后运行 ./zombie 进程。此时通过 ps -ef | grep zombie 可以看到 fork 后的子进程变为僵尸进程。

预防

结合其产生的原因，在父进程中使用 wait 回收子进程残留的进程资源。

// gcc -o zombie zombie.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>

int main() {
    pid_t pid;

    // 创建子进程
    pid = fork();
    if (pid < 0) {
        // fork失败
        perror("fork");
        exit(EXIT_FAILURE);
    } else if (pid == 0) {
        // 子进程
        printf("Child process with PID: %d\n", getpid());
        // 子进程立即退出
        exit(EXIT_SUCCESS);
    } else {
        // 父进程
        printf("Parent process with PID: %d, Child PID: %d\n", getpid(), pid);

        // 父进程等待子进程结束
        int status;
        pid_t wpid = wait(&status);
        if (wpid == -1) {
            perror("wait");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        // 检查子进程的退出状态
        if (WIFEXITED(status)) {
            printf("Child process exited with status %d\n", WEXITSTATUS(status));
        } else {
            printf("Child process terminated by signal %d\n", WTERMSIG(status));
        }
    }

    // 父进程继续执行其他任务，例如睡眠一段时间
    printf("Parent process continue do something\n");
    sleep(10);

    return 0;
}

当一个子进程结束时，内核会向其父进程发送SIGCHLD信号。父进程可以通过捕获这个信号并在信号处理函数中调用wait()或waitpid()来回收子进程的资源，从而避免僵尸进程的产生。
这种方式也优雅一些。

// gcc -o zombie zombie.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <signal.h>

// 信号处理函数
void sigchld_handler(int signum) {
    // 这里可以添加一些日志记录或其他处理
    printf("SIGCHLD signal received, cleaning up child processes.\n");
    // 等待所有子进程结束
    while (waitpid(-1, NULL, WNOHANG) > 0); // WNOHANG选项使得waitpid不会阻塞
}

int main() {
    // 设置信号处理函数
    signal(SIGCHLD, sigchld_handler);

    pid_t pid;
    // 创建子进程
    pid = fork();
    if (pid < 0) {
        perror("fork");
        exit(EXIT_FAILURE);
    } else if (pid == 0) {
        // 子进程
        printf("Child process with PID: %d\n", getpid());
        sleep(5); // 模拟子进程执行操作
        exit(EXIT_SUCCESS);
    } else {
        // 父进程
        printf("Parent process with PID: %d, Child PID: %d\n", getpid(), pid);

        // 父进程继续执行其他任务
        sleep(10);

        // 父进程结束前，子进程可能已经结束，信号处理函数会处理SIGCHLD信号
    }

    return 0;
}