linux 僵尸进程 避免

一、基础概念

1. 僵尸进程
   • 在Linux系统中，当一个子进程结束运行时，它的父进程需要调用wait()或者waitpid()系统调用来获取子进程的退出状态等信息，从而释放子进程的资源（如进程控制块等）。如果父进程没有及时调用这些系统调用，子进程就会变成僵尸进程。僵尸进程虽然已经不再执行任何操作，但它仍然占用一定的系统资源（主要是进程控制块）。

• 避免僵尸进程的方式原理
  • 主要思路是确保父进程能够及时回收子进程的资源。
  • 一种常见的方式是在父进程中使用信号处理机制。例如，当子进程结束时，会向父进程发送SIGCHLD信号。父进程可以设置一个信号处理函数来捕获这个信号，在信号处理函数中调用wait()或者waitpid()来回收子进程资源。
  • 另一种方式是在编写程序逻辑时，父进程主动检查子进程状态并及时调用回收资源的函数。

二、相关优势

1. 资源有效利用
   • 避免僵尸进程可以防止系统资源的浪费。随着僵尸进程数量的增加，系统可用的进程控制块等资源会减少，可能导致无法创建新的进程。

• 系统稳定性
  • 大量僵尸进程的存在可能会影响系统的整体稳定性，尤其是在资源有限的系统中。及时清理僵尸进程有助于维持系统的正常运行。

三、应用场景

1. 多进程服务器编程
   • 在构建多进程服务器时，例如一个Web服务器使用多进程模型处理客户端请求。每个子进程可能处理一个或多个请求，当子进程完成任务后，如果不及时处理，就可能变成僵尸进程。及时避免僵尸进程可以保证服务器能够持续稳定地处理新的请求。

• 并行计算任务
  • 在执行一些并行计算任务时，可能会创建多个子进程来分担计算量。如果不处理僵尸进程，随着计算任务的进行，系统资源会被逐渐耗尽。

四、示例代码（使用信号处理避免僵尸进程）

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <signal.h>

void sigchld_handler(int signo) {
    pid_t pid;
    while ((pid = waitpid(-1, NULL, WNOHANG))>0) {
        printf("Child process %d terminated.
", pid);
    }
}

int main() {
    pid_t pid;
    signal(SIGCHLD, sigchld_handler);
    pid = fork();
    if (pid == 0) {
        // 子进程执行的任务
        printf("Child process running.
");
        sleep(5);
        exit(0);
    } else if (pid>0) {
        // 父进程继续执行其他任务
        printf("Parent process running.
");
        sleep(10);
    } else {
        perror("fork");
        exit(1);
    }
    return 0;
}

在这个示例中：

1. 首先定义了一个信号处理函数sigchld_handler，当接收到SIGCHLD信号时，这个函数会被调用。
2. 在信号处理函数内部，使用waitpid以非阻塞方式（WNOHANG）回收子进程资源。
3. 在main函数中，设置了对SIGCHLD信号的捕获，然后创建了一个子进程。子进程执行简单的任务后退出，父进程继续执行其他任务，由于设置了信号处理函数，子进程退出时会自动被回收，避免了僵尸进程的产生。