殭屍程式，孤兒程式

Z（zombie）——殭屍程式

• 殭屍狀態是一個比較特殊的狀態，當程式退出並且父程式沒有讀取到子程式退出的返回程式碼時，就會產生殭屍程式
• 殭屍程式會以終止狀態保持在程式表中，並且一致在等待父程式讀取退出狀態程式碼
• 所以，子程式退出，但是父程式沒有讀取子程式狀態，子程式加入Z狀態
• 系統呼叫exit，它的作用是使程式退出，但也僅僅限於將一個正常的程式變成一個殭屍程式，並不能將其完全銷燬

一個殭屍程式的例子

一個程式使用fork建立子程式，如果子程式退出，而父程式並沒有呼叫wait/waitpid獲取子程式的狀態資訊，那麼子程式的程式描述符仍然儲存在系統中，這種程式就稱之為殭屍程式

  1 #include<stdio.h>
  2 #include<errno.h>
  3 #include<stdlib.h>
  4 
  5 int main()
  6 {
  7     pid_t id = fork();
  8     if(id<0)
  9     {
 10         perror("fork");
 11         return 1;
 12     }
 13     else if(id>0){//father  
 14         printf("I an father\n");
 15         sleep(3);
 16         system("ps -o pid,ppid,state,tty,command");
 17         printf("father is exiting\n");
 18         }
 19     else{
 20             printf("I am child process ,I am exiting.\n");
 21             exit(0);
 22             }
 23     return 0;
 24 }

執行結果如下： 

 

我們可以看到，子程式27675使殭屍程式

殭屍程式的危害：

• 程式的退出狀態必須被維持下去，因為他要告訴父程式，你交給我的任務，我辦的怎麼樣了，可父程式如果一直不讀取，那麼子程式就會一直處於Z狀態
• 維護退出狀態本身就要用記憶體的資料維護，也屬於程式基本資訊，所以存在task_struct（PBC）中，換句話說，Z狀態一直不退出，PCB就一直要維護它
• 如果一個父程式建立了很多子程式，就是不回收，就會造成記憶體資源的浪費。因為資料結構物件本身就要佔記憶體，如果數量過多就會造成記憶體洩漏

殭屍程式的避免：

• 父程式可以通過wait和waitpid等待函式等待子程式結束，這會導致父程式掛起
• 如果父程式很忙，那麼可以用signal函式為SIGCHLD安裝handler，因為子程式結束後，父程式會收到該訊號，可以在handler中呼叫wait回收
• 如果父程式不關心子程式什麼時候結束，那麼可以用signal（SIGCHLD，SIG_IGN）通知核心，自己對子程式的結束不感興趣，那麼子程式結束後，核心會回收，並不在給父程式傳送訊號
• 還有一些技巧，就是fork倆次，父程式fork一個子程式，然後繼續工作，子程式fork一個孫子程式後退出，那麼孫子程式被init接管，孫子程式結束後，被init回收，不過子程式的回收還是要自己做

孤兒程式：

• 父程式退出，子程式就被稱之為“孤兒程式”
• 孤兒程式被1號init程式領養，當然要有init程式回收

程式碼演示：

 1 #include<stdio.h>
  2 #include<unistd.h>
  3 #include<stdlib.h>
  4 #include<errno.h>
  5 
  6 int main()
  7 {
  8     pid_t id = fork();
  9     if(id<0)
 10     {
 11         perror("fork");
 12         return 1;
 13     }
 14     else if(id==0)
 15     {
 16         //child
 17         printf("I am child .");
 18         printf("pid: %d\tppid:%d\n",getpid(),getppid());
 19         printf("I will sleep ten ceconds.\n");
 20         sleep(10);
 21         printf("pid: %d\tppid:%d\n",getpid(),getppid());
 22         printf("child process id exited.\n");
 23     }
 24     else//father
 25     {
 26         printf("I am father,pid:%d\n",getpid());
 27         sleep(3);
 28         printf("father process is exited.\n");
 29         exit(0);
 30     }
 31     return 0;
 32 }

執行結果：

孤兒程式是沒有父程式的程式，孤兒程式會被孤兒院收養（init程式）。每當出現一個孤兒程式的時候，核心就把孤兒程式的父程式設定為init，而init程式會迴圈的wait（）它的已經退出的子程式。這樣，當一個孤兒程式生命週期結束使用者，init程式就會處理它的一切善後工作