谈谈什么是Orphaned进程和Zombie进程

什么是进程

开发者编写的代码只是一个存储在硬盘的静态文件，通过编译后就会生成二进制可执行文件，当运行该可执行文件后，它会被转载到内存中，接着 CPU 会执行程序中的每一条指令，这个运行中的程序就被称之为「进程」。

进程树

一个进程都是由其他进程创建出来的，每个进程都有各自的 PID，在 Linux 系统的进程之间存在继承关系，所有的进程都是1号进程（init进程）的子进程。可以通过 pstree 命令查看进程的继承关系。

系统中的每个进程必定会有一个父进程，在 Linux 操作系统中，可以在 /proc 文件系统中看到该进程对应的父进程 PID，也可以通过 ps -ef 命令查看。

Linux 进程涉及进程的所有操作都围绕进程描述符展开，就是 task_struct 结构体。

struct task_struct {
    // ...
    /* Recipient of SIGCHLD, wait4() reports: */
    struct task_struct __rcu	*parent;

    /*
     * Children/sibling form the list of natural children:
      */
    struct list_head		children;
    struct list_head		sibling;

    // ...
}

进程终结

当进程通过 exit() 系统调用终结时，系统需要释放该进程所占有的所有资源，这个 syscall 可能是来自进程内部的 exit()，也可能是来自外部的信号。调用结束后，此时该进程还没有完全从系统中消失，该进程的进程描述符依旧存在于系统中，存在的唯一目的就是向其父进程提供信息。

进程的收尾工作是交由其父进程完成的，父进程会通过 wait() 或者 waitpid() 来获取子进程的状态信息，从而释放该进程最后剩余的进程描述符、slab 缓存等，该调用会阻塞当前父进程，直到某个子进程退出。

孤儿进程

当一个父进程退出，而它的一个或者多个子进程还在运行，那么那些子进程将成为孤儿进程。孤儿进程会被 init 进程收养，并由 init进程对它们完成状态收集工作。

僵尸进程

一个进程 fork() 创建子进程，如果子进程退出，而父进程没有调用 wait() 或者 waitpid 获取子进程的状态信息，那么子进程的进程描述符仍然保留在操作系统中，这种进程被称为僵尸进程。

危害

僵尸进程虽然不占用内存空间，但是如果父进程不进行善后操作的话，那么子进程保留的信息就不会释放，其进程号就会一直被占用，而系统所能使用的进程号是有限的，如果有大量的僵尸进程，会导致创建新进程时没有可用的进程号。

相反，孤儿进程是没有父进程的进程，孤儿进程由 init 进程处理善后操作。因此孤儿进程并不会有什么危害。

解决

1）方案一：父进程通过 wait 和 waitpid 等函数等待子进程结束，但是这会导致父进程阻塞；

2）方案二：信号机制

子进程退出时向父进程发送 SIGCHILD 信号，父进程处理 SIGCHILD 信号，在信号处理函数中调用 wait 处理子进程。

3）方案三：fork 两次

原理是将进程变成孤儿进程，从而从 init进程来处理善后操作。具体操作：

父进程一次 fork() 后产生一个子进程，随后立即执行 wait(NULL) 来等待子进程结束；
子进程 fork() 产生孙子进程，随后立即 exit(0)，这样子进程顺利终止，此时父进程仅仅给子进程收尸，并不需要子进程的返回值，然后父进程继续执行。

此时孙子进程由于失去了它的父进程，成为了孤儿进程，将被转交给 init 进程托管。这样以来父进程与孙子进程无继承关系了，它们的父进程均为 init 进程。

4）方案四：kill 父进程

严格地来说，僵尸进程并不是问题的根源，罪魁祸首是产生出大量僵尸进程的那个父进程，可以使用命令 ps -aux|grep Z进行查找。kill 掉该进程之后，它产生的僵死进程就变成了孤儿进程，这些孤儿进程会被 init 进程接管，init 进程就会释放它们占用的系统进程表中的资源。

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