Linux孤儿进程和僵尸进程

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1、孤儿进程

2、僵尸进程

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在 Linux 系统中，父子进程关系的生命周期不同，导致会产生两类特殊进程：孤儿进程和僵尸进程。这两类进程在系统资源管理中起着重要作用。

1、孤儿进程

孤儿进程指的是父进程先于子进程结束，导致子进程失去父进程。为了避免这些进程无人管理，Linux 系统自动将孤儿进程的父进程重定向为 init 进程（PID 1），这使得孤儿进程得以继续运行，并由 init 进程负责在子进程结束时回收其资源。

当父进程结束后，子进程可以通过 getppid() 系统调用获取父进程的进程号。如果返回 1，则说明该子进程已经成为孤儿进程，因为它的父进程变为了 init。

孤儿进程的创建如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>int main(void)
{/* 创建子进程 */switch (fork()) {case -1:perror("fork error");exit(-1);case 0: /* 子进程 */printf("子进程<%d>被创建, 父进程<%d>\n", getpid(), getppid());sleep(3); //休眠 3 秒等待父进程结束printf("父进程<%d>\n", getppid()); // 父进程变为 init，getppid() 返回 1_exit(0);default:/* 父进程 */break;}sleep(1); // 休眠 1 秒后父进程结束printf("父进程结束!\n");exit(0);
}

在这个代码中，父进程在休眠 1 秒后结束，子进程在 3 秒后醒来并发现其父进程已经变为 init 进程，通过 getppid() 验证这一点。这种情况下，子进程变成了孤儿进程。

2、僵尸进程

僵尸进程是指子进程先于父进程结束，且父进程没有及时回收子进程资源的情况。当一个进程结束时，它的退出状态仍然保留在系统进程表中，直到父进程调用 wait() 函数进行回收。如果父进程没有调用 wait() 或其变体，子进程就会变成僵尸进程，占用系统资源。

如果系统中有大量僵尸进程，这些进程占用的资源将逐渐增加，最终可能耗尽进程表空间，导致无法创建新的进程。因此，及时调用 wait() 函数回收子进程非常重要。

僵尸进程的创建如下：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>int main(void)
{/* 创建子进程 */switch (fork()) {case -1:perror("fork error");exit(-1);case 0:/* 子进程 */printf("子进程<%d>被创建\n", getpid());sleep(1);printf("子进程结束\n");_exit(0); // 子进程结束default:/* 父进程 */break;}for ( ; ; ) { // 父进程没有调用 wait()，导致子进程变为僵尸进程sleep(1);}exit(0);
}

在这个代码中，子进程在 1 秒后结束，而父进程没有调用 wait() 函数，这导致子进程进入僵尸状态。可以通过 ps -aux 命令查看僵尸进程，其状态标记为 Z (zombie)。

僵尸进程的清理方法：

• 父进程调用 wait()：当父进程调用 wait() 函数后，僵尸进程将被内核彻底移除。
• 杀死父进程：如果父进程没有调用 wait()，我们可以通过杀死父进程，令 init 进程接管僵尸进程，从而清理它。

通过合理的进程管理，例如及时调用 wait()，可以有效防止僵尸进程的累积并保持系统的正常运行。