僵尸进程、孤儿进程、守护进程

【一】僵尸进程和孤儿进程

【1】引入

• 我们知道在unix/linux中，正常情况下，子进程是通过父进程创建的，子进程在创建新的进程。

• 子进程的结束和父进程的运行是一个异步过程,即父进程永远无法预测子进程 到底什么时候结束。

• 当一个 进程完成它的工作终止之后，它的父进程需要调用wait()或者waitpid()系统调用取得子进程的终止状态。

【2】僵尸进程

（1）什么是僵尸进程

僵尸进程是指完成自己的任务之后，没有被父进程回收资源

例如：开了一个pycharm ---> 将 pycharm 关闭 --> 任务管理器所有的关于 pycharm 的进程应该都被关闭，但是有时候会发现，有某几个 pycharm 进程任然在后台运行 --> 本来这部分资源应该被回收，结果因为还在运行，占用系统资源

（2）解决办法

• 因此，UNⅨ提供了一种机制可以保证父进程可以在任意时刻获取子进程结束时的状态信息

• • 在每个进程退出的时候，内核释放该进程所有的资源，包括打开的文件，占用的内存等。

• • • 但是仍然为其保留一定的信息（包括进程号the process ID，退出状态the termination status of the process，运行时间the amount of CPU time taken by the process等）

• • 直到父进程通过wait / waitpid来取时才释放.

• • • 但这样就导致了问题，如果进程不调用wait / waitpid的话，那么保留的那段信息就不会释放，其进程号就会一直被占用，但是系统所能使用的进程号是有限的

    • 如果大量的产生僵死进程，将因为没有可用的进程号而导致系统不能产生新的进程. 此即为僵尸进程的危害，应当避免。

• 任何一个子进程(init除外)在exit()之后，并非马上就消失掉，而是留下一个称为僵尸进程(Zombie)的数据结构，等待父进程处理。

• • 这是每个子进程在结束时都要经过的阶段。

  • 如果子进程在exit()之后，父进程没有来得及处理，这时用ps命令就能看到子进程的状态是“Z”。

  • 如果父进程能及时 处理，可能用ps命令就来不及看到子进程的僵尸状态，但这并不等于子进程不经过僵尸状态。

  • 如果父进程在子进程结束之前退出，则子进程将由init接管。

  • init将会以父进程的身份对僵尸状态的子进程进行处理。

（3）示例：

import multiprocessing
import time
​
​
def work(name):print(f'{name} is starting ...')time.sleep(2)print(f'{name} is ending ...\n')
​
​
def main():for i in range(3):task = multiprocessing.Process(target=work,args=(f'task_{i}',))task.start()
​
​
if __name__ == '__main__':print(f'main process starting ...')main()print(f'main process ending ...')
​
​
# main process starting ...
# main process ending ...
# task_0 is starting ...
# task_1 is starting ...
# task_2 is starting ...
# task_0 is ending ...
# task_1 is ending ...
# task_2 is ending ...

【3】孤儿进程

（1）什么是孤儿进程

孤儿进程是指父进程在子进程终止之前就退出了

例如：在没有关闭共享屏幕的前提下，直接退出腾旭会议，这时共享屏幕也会退出，不会还挂在后台

在主程序死亡以后，因为子进程就没有办法再和主进程通信。就像是有一个福利院 init进程 会接管这些没有父亲的孤儿，如果最后没有人来领取吗就把所有子线程杀死

（2）示例：

import os
import sys
import time
​
​
if __name__ == '__main__':pid = os.getpid()ppid = os.getppid()print('父进程：','pid:',pid,'ppid:',ppid)pid = os.fork()# 执行pid=os.fork()则会生成一个子进程# 返回值pid有两种值：# 如果返回的pid值为0，表示在子进程中# 如果返回的pid值>0,表示在父进程中if pid > 0:print('父进程终止')sys.exit(0)# 保证主线程退出完毕time.sleep(1)print('我是子进程：',os.getpid(),os.getppid())

【4】僵尸进程和孤儿进程谁的危害性更大？

• 僵尸进程的危害性更大，因为僵尸进程一直会持续存在，在后台占用资源，孤儿进程会因为主进程的死亡，然后有init进程接管，并销毁

例如：有个进程，它定期的产 生一个子进程，这个子进程需要做的事情很少，做完它该做的事情之后就退出了，因此这个子进程的生命周期很短，但是 父进程只管生成新的子进程，至于子进程 退出之后的事情，则一概不闻不问，这样的话系统运行一段后就会存在很多僵尸进程，如果实在Linux中的话可以使用ps命令查看，就可以看到很多状态为Z的进程

严格来说，僵尸进程并不是问题的根源，罪魁祸首是产生大量僵尸进程的父进程，因此，当我们需要消灭系统中大量的僵尸进程时，最好的办法就是将制造的元凶干掉（也就是通过kill发送SIGTERM或者SIFKILL信号），如此的话由他产生的僵尸进程就变成了孤儿进程，就会被init接管，然后wait()这些孤儿进程，即释放了

【二】守护进程

【1】什么是守护进程

• 守护进程时一种特殊的进程，只要系统不关机，就会一直存在

• 它们通常不与用户直接交互，也不接受标准输入和输出，而是在后台执行某种任务或提供某种服务。

• 守护进程往往是由系统管理员手动启动的，它们可以在系统启动时自动启动，一直运行在后台，直到系统关闭或被停止，而且不需要用户交互有较高的权限，因此编写守护进程需要注意安全性和稳定性

• 常见的守护进程包括网络服务（如web服务器、邮件服务器、ftp服务器）、日志记录系统

• 例如：安装一个MySQL服务（TCP服务端），关机会导致服务端关闭，MySQL服务加一个守护进程，只要系统不关机，MySQL服务就会一直在后台运行，除非主动杀死

示例：

from multiprocessing import Process
import time
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​
def task(name):print(f'皇太妃 :>>{name}>>正常存活')time.sleep(2)print(f'皇太妃 :>>{name}>>正常死亡')
​
​
if __name__ == '__main__':print(f'皇帝 :>>> ChiMeng >>> 执掌江山')p = Process(target=task, args=('dream',))
​p.start()
​print(f'皇帝 :>>> ChiMeng >>> 寿终正寝')# 主进程结束，子进程未结束# 皇帝 :>>> ChiMeng >>> 执掌江山
# 皇帝 :>>> ChiMeng >>> 寿终正寝
# 皇太妃 :>>dream>>正常存活
# 皇太妃 :>>dream>>正常死亡