Linux 系統中殭屍程式和現實中殭屍（雖然我也沒見過）類似，雖然已經死了，但是由於沒人給它們收屍，還能四處走動。殭屍程式指的是那些雖然已經終止的程式，但仍然保留一些資訊，等待其父程式為其收屍。
殭屍程式如何產生的？
如果一個程式在其終止的時候，自己就回收所有分配給它的資源，系統就不會產生所謂的殭屍程式了。那麼我們說一個程式終止之後，還保留哪些資訊？為什麼終止之後還需要保留這些資訊呢？
一個程式終止的方法很多，程式終止後有些資訊對於父程式和核心還是很有用的，例如程式的ID號、程式的退出狀態、程式執行的CPU時間等。因此程式在終止時，回收所有核心分配給它的記憶體、關閉它開啟的所有檔案等等，但是還會保留以上極少的資訊，以供父程式使用。父程式可以使用 wait/waitpid 等系統呼叫來為子程式收拾，做一些收尾工作。
因此，一個殭屍程式產生的過程是：父程式呼叫fork建立子程式後，子程式執行直至其終止，它立即從記憶體中移除，但程式描述符仍然保留在記憶體中（程式描述符佔有極少的記憶體空間）。子程式的狀態變成EXIT_ZOMBIE，並且向父程式傳送SIGCHLD 訊號，父程式此時應該呼叫 wait() 系統呼叫來獲取子程式的退出狀態以及其它的資訊。在 wait 呼叫之後，殭屍程式就完全從記憶體中移除。因此一個殭屍存在於其終止到父程式呼叫 wait 等函式這個時間的間隙，一般很快就消失，但如果程式設計不合理，父程式從不呼叫 wait 等系統呼叫來收集殭屍程式，那麼這些程式會一直存在記憶體中。
在 Linux 下，我們可以使用 ps 等命令檢視系統中殭屍程式，殭屍程式的狀態標記為‘Z’：
產生一個殭屍程式
根據上面的描述，我們很容易去寫一個程式來產生殭屍程式，如下程式碼：
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#include #include int main() { //fork a child process pid_t pid = fork(); if (pid > 0) //parent process { printf("in parent process, sleep for one miniute...zZ...n"); sleep(60); printf("after sleeping, and exit!n"); } else if (pid == 0) { //child process exit, and to be a zombie process printf("in child process, and exit!n"); exit(0); } return 0; } |
父程式並沒有寫 wait 等系統呼叫函式，因此在子程式退出之後變成殭屍程式，父程式並沒有為其去收屍。我們使用下面命令編譯執行該程式，然後檢視系統中程式狀態：
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guohailin@guohailin:~/Documents$ gcc zombie.c -o zombie guohailin@guohailin:~/Documents$ ./zombie in parent process, sleep for one miniute...zZ... in child process, and exit! # 開啟另一個終端: guohailin@guohailin:~$ ps aux | grep -w 'Z' 1000 2211 1.2 0.0 0 0 ? Z 13:24 6:53 [chromium-browse] 1000 4400 0.0 0.0 0 0 ? Z 10月16 0:00 [fcitx] 1000 10871 0.0 0.0 0 0 pts/4 Z+ 22:32 0:00 [zombie] |
從上面可以看出，系統中多了一個殭屍程式。但如果等父程式睡眠醒來退出之後，我們再次檢視系統程式資訊，發現剛才的殭屍程式不見了。
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guohailin@guohailin:~/Documents$ ./zombie in parent process, sleep for one miniute...zZ... in child process, and exit! after sleeping, and exit! guohailin@guohailin:~/Documents$ ps aux | grep -w 'Z' 1000 2211 1.2 0.0 0 0 ? Z 13:24 6:53 [chromium-browse] 1000 4400 0.0 0.0 0 0 ? Z 10月16 0:00 [fcitx] |
這是為什麼呢？父程式到死都也沒有為其子程式收屍呀，怎麼父程式退出之後，那個殭屍程式就消失了呢？難道父程式在退出時會為子程式收拾嗎？其實不然….真正的原因是：父程式死掉之後，其所有子程式過繼給 init 程式，init 程式成為該殭屍程式的新程式，init 程式會週期性地去呼叫 wait 系統呼叫來清除它的殭屍孩子。因此，你會發現上面例子中父程式死掉之後，殭屍程式也跟著消失，其實是 init 程式為其收屍的！
怎樣避免殭屍程式的產生
不能使用 kill 後接 SIGKILL 訊號這樣的命令像殺死普通程式一樣殺死殭屍程式，因為殭屍程式是已經死掉的程式，它不能再接收任何訊號。事實上，如果系統中殭屍程式並不多的話，我們也無需去消除它們，少數的殭屍程式並不會對系統的效能有什麼影響。
那麼在程式設計時，如果能避免系統中大量產生殭屍程式呢？根據上面描述的，子程式在終止時會向父程式發 SIGCHLD 訊號，Linux 預設是忽略該訊號的，我們可以顯示安裝該訊號，在訊號處理函式中呼叫 wait 等函式來為其收屍，這樣就能避免殭屍程式長期存在於系統中了。示例程式碼如下：
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#include #include #include #include #include sig_atomic_t child_exit_status; void clean_up_child_process(int signal_num) { /* clean up child process */ int status; wait (&status); /* store its exit status in a global variable */ child_exit_status = status; } int main() { /* handle SIGCHLD by calling clean_up_child_process */ struct sigaction sigchild_action; memset(&sigchild_action, 0, sizeof(sigchild_action)); sigchild_action.sa_handler = &clean_up_child_process; sigaction(SIGCHLD, &sigchild_action, NULL); /* fork a child, and let the child process dies before parent */ pid_t c_pid; c_pid = fork(); if (c_pid > 0) { printf("in parent process, and sleep for on mininute...zZ...n"); sleep(60); } else if(c_pid == 0) { printf("in child process, and exit nown"); exit(0); } else { printf("fork failed!n"); } return 0; } |