Linux僵尸進程的生命周期是怎樣的

Linux僵尸進程（Zombie Process）是一種特殊的進程狀態，它已經完成了執行，但其父進程尚未調用wait()或waitpid()函數來收集其退出狀態。因此，僵尸進程在系統中仍然保留一個進程表項，直到其父進程處理完它的退出狀態或者父進程結束。

僵尸進程的生命周期可以分為以下幾個階段：

1. 創建階段

• 當一個子進程完成任務并準備退出時，它會發送一個SIGCHLD信號給其父進程。
• 如果父進程沒有正確處理這個信號（即沒有調用wait()或waitpid()），子進程就會變成僵尸進程。

2. 存活階段

• 在這個階段，僵尸進程仍然占用一個進程表項，并且有一個狀態字段指示它是僵尸狀態。
• 盡管僵尸進程已經不再執行任何操作，但它仍然可以被其他進程通過ps命令看到。

3. 被回收階段

• 當父進程結束或者顯式地調用了wait()或waitpid()來收集子進程的退出狀態時，僵尸進程會被系統自動回收。
• 系統會清除僵尸進程占用的進程表項，并釋放相關資源。

4. 消失階段

• 一旦僵尸進程被回收，它就完全從系統中消失了，不再有任何痕跡。

如何避免僵尸進程

為了避免僵尸進程的產生，可以采取以下措施：

• 父進程應該總是處理SIGCHLD信號，并在信號處理函數中調用wait()或waitpid()來收集子進程的退出狀態。
• 使用waitpid()代替wait()，這樣可以更靈活地控制等待哪個子進程，并且可以避免僵尸進程的產生。
• 設置子進程為守護進程（Daemon），守護進程通常會在啟動時創建子進程，并在子進程退出后自動處理其退出狀態。

示例代碼

以下是一個簡單的示例，展示了如何正確處理子進程的退出狀態以避免僵尸進程：

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

void sigchld_handler(int signum) {
    int status;
    pid_t pid;

    // 等待任意一個子進程結束
    while ((pid = waitpid(-1, &status, WNOHANG)) > 0) {
        printf("Child process %d exited with status %d\n", pid, WEXITSTATUS(status));
    }
}

int main() {
    pid_t pid;

    // 設置SIGCHLD信號處理函數
    signal(SIGCHLD, sigchld_handler);

    // 創建子進程
    pid = fork();
    if (pid == -1) {
        perror("fork");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if (pid == 0) {
        // 子進程
        printf("Child process is running\n");
        sleep(2); // 模擬子進程工作
        printf("Child process is exiting\n");
        exit(EXIT_SUCCESS);
    } else {
        // 父進程
        printf("Parent process is waiting for child process to finish\n");
        sleep(5); // 父進程等待一段時間
        printf("Parent process is exiting\n");
    }

    return 0;
}

在這個示例中，父進程設置了一個信號處理函數sigchld_handler來處理SIGCHLD信號，并在信號處理函數中調用waitpid()來收集子進程的退出狀態。這樣可以確保即使父進程在子進程之前退出，子進程也不會變成僵尸進程。