僵尸进程和孤儿进程

1、僵尸进程（有害）

　　僵尸进程：一个进程使用fork建立子进程，若是子进程退出，而父进程并无调用wait或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存在系统中。这种进程称之为僵尸进程。详解以下

　　咱们知道在unix/linux中，正常状况下子进程是经过父进程建立的，子进程在建立新的进程。子进程的结束和父进程的运行是一个异步过程,即父进程永远没法预测子进程到底何时结束，若是子进程一结束就马上回收其所有资源，那么在父进程内将没法获取子进程的状态信息。

　　所以，UNⅨ提供了一种机制能够保证父进程能够在任意时刻获取子进程结束时的状态信息：

　　一、在每一个进程退出的时候，内核释放该进程全部的资源，包括打开的文件，占用的内存等。可是仍然为其保留必定的信息（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）

　　二、直到父进程经过wait / waitpid来取时才释放. 但这样就致使了问题，若是进程不调用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，可是系统所能使用的进程号是有限的，若是大量的产生僵死进程，将由于没有可用的进程号而致使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()以后，并不是立刻就消失掉，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。这是每一个子进程在结束时都要通过的阶段。若是子进程在exit()以后，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”。若是父进程能及时 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通过僵尸状态。 若是父进程在子进程结束以前退出，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。

2、孤儿进程（无害）

　　孤儿进程：一个父进程退出，而它的一个或多个子进程还在运行，那么那些子进程将成为孤儿进程。孤儿进程将被init进程(进程号为1)所收养，并由init进程对它们完成状态收集工做。 　　

　　孤儿进程是没有父进程的进程，孤儿进程这个重任就落到了init进程身上，init进程就好像是一个民政局，专门负责处理孤儿进程的善后工做。每当出现一个孤儿进程的时候，内核就把孤 儿进程的父进程设置为init，而init进程会循环地wait()它的已经退出的子进程。这样，当一个孤儿进程凄凉地结束了其生命周期的时候，init进程就会表明党和政府出面处理它的一切善后工做。所以孤儿进程并不会有什么危害。

　　咱们来测试一下（建立完子进程后，主进程所在的这个脚本就退出了，当父进程先于子进程结束时，子进程会被init收养，成为孤儿进程，而非僵尸进程），文件内容

import os
import sys
import time

pid = os.getpid()
ppid = os.getppid()
print 'im father', '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：
#    若是返回的pid值为0，表示在子进程当中
#    若是返回的pid值>0，表示在父进程当中
if pid > 0:
    print 'father died..'
    sys.exit(0)

# 保证主线程退出完毕
time.sleep(1)
print 'im child', os.getpid(), os.getppid()

"""
执行文件，输出结果：
im father pid 32515 ppid 32015
father died..
im child 32516 1
"""

　　看，子进程已经被pid为1的init进程接收了，因此僵尸进程在这种状况下是不存在的，存在只有孤儿进程而已，孤儿进程声明周期结束天然会被init来销毁。

3、僵尸进程危害场景

　　例若有个进程，它按期的产 生一个子进程，这个子进程须要作的事情不多，作完它该作的事情以后就退出了，所以这个子进程的生命周期很短，可是，父进程只管生成新的子进程，至于子进程 退出以后的事情，则一律漠不关心，这样，系统运行上一段时间以后，系统中就会存在不少的僵死进程，假若用ps命令查看的话，就会看到不少状态为Z的进程。 严格地来讲，僵死进程并非问题的根源，罪魁祸首是产生出大量僵死进程的那个父进程。所以，当咱们寻求如何消灭系统中大量的僵死进程时，答案就是把产生大 量僵死进程的那个元凶枪毙掉（也就是经过kill发送SIGTERM或者SIGKILL信号啦）。枪毙了元凶进程以后，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进程会wait()这些孤儿进程，释放它们占用的系统进程表中的资源，这样，这些已经僵死的孤儿进程 就能瞑目而去了。

4、测试

　　一、产生僵尸进程的程序test.py内容以下

#coding:utf-8
from multiprocessing import Process
import time,os

def run():
    print('子',os.getpid())

if __name__ == '__main__':
    p=Process(target=run)
    p.start()
    
    print('主',os.getpid())
    time.sleep(1000)

　　二、在unix或Linux系统上执行：

[root@vm172-31-0-19 ~]# python3  test.py &
[1] 18652
[root@vm172-31-0-19 ~]# 主 18652
子 18653

[root@vm172-31-0-19 ~]# ps aux |grep Z
USER       PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root     18653  0.0  0.0      0     0 pts/0    Z    20:02   0:00 [python3] <defunct> #出现僵尸进程
root     18656  0.0  0.0 112648   952 pts/0    S+   20:02   0:00 grep --color=auto Z

[root@vm172-31-0-19 ~]# top #执行top命令发现1zombie
top - 20:03:42 up 31 min,  3 users,  load average: 0.01, 0.06, 0.12
Tasks:  93 total,   2 running,  90 sleeping,   0 stopped,   1 zombie
%Cpu(s):  0.0 us,  0.3 sy,  0.0 ni, 99.7 id,  0.0 wa,  0.0 hi,  0.0 si,  0.0 st
KiB Mem :  1016884 total,    97184 free,    70848 used,   848852 buff/cache
KiB Swap:        0 total,        0 free,        0 used.   782540 avail Mem 

  PID USER      PR  NI    VIRT    RES    SHR S %CPU %MEM     TIME+ COMMAND                                                                                                                                        
root      20   0   29788   1256    988 S  0.3  0.1   0:01.50 elfin  

　　三、等待父进程正常结束后会调用wait／waitpid去回收僵尸进程

　　但若是父进程是一个死循环，永远不会结束，那么该僵尸进程就会一直存在，僵尸进程过多，就是有害的

　　解决方法一：杀死父进程

　　解决方法二：对开启的子进程应该记得使用join，join会回收僵尸进程

class Process(object):
    def join(self, timeout=None):
        '''
        Wait until child process terminates
        '''
        assert self._parent_pid == os.getpid(), 'can only join a child process'
        assert self._popen is not None, 'can only join a started process'
        res = self._popen.wait(timeout)
        if res is not None:
            _current_process._children.discard(self)

　　join方法中调用了wait，告诉系统释放僵尸进程，discard为从本身的children中剔除。

　　解决方法三：使用signal模块

python 中使用import signal就能够导入模块了

signal(参数一,参数二)
参数一：咱们要进行处理的信号。系统的信号咱们能够再终端键入 kill -l查看(共64个)。其实这些信号时系统定义的宏。
参数二：咱们处理的方式（是系统默认仍是忽略仍是捕获）。能够写一个handdle函数来处理咱们捕获的信号。
SIGCHLD信号
子进程结束时, 父进程会收到这个信号。 
若是父进程没有处理这个信号，也没有等待(wait)子进程，子进程虽然终止，可是还会在内核进程表中占有表项，这时的子进程称为僵尸进程。这种情 况咱们应该避免(父进程或者忽略SIGCHILD信号，或者捕捉它，或者wait它派生的子进程，或者父进程先终止，这时子进程的终止自动由init进程 来接管)。

SIG_ING
忽略的意思

使用signal(SIGCHLD, SIG_IGN)处理僵尸进程
经过signal(SIGCHLD, SIG_IGN)通知内核对子进程的结束不关心，由内核回收。若是不想让父进程挂起，能够在父进程中加入一条语句：signal(SIGCHLD,SIG_IGN);表示父进程忽略SIGCHLD信号，该信号是子进程退出的时候向父进程发送的。## SIGCHLD信号 
子进程结束时, 父进程会收到这个信号。 
若是父进程没有处理这个信号，也没有等待(wait)子进程，子进程虽然终止，可是还会在内核进程表中占有表项，这时的子进程称为僵尸进程。这种情 况咱们应该避免(父进程或者忽略SIGCHILD信号，或者捕捉它，或者wait它派生的子进程，或者父进程先终止，这时子进程的终止自动由init进程 来接管)。

使用signal(SIGCHLD, SIG_IGN)处理僵尸进程
经过signal(SIGCHLD, SIG_IGN)通知内核对子进程的结束不关心，由内核回收。若是不想让父进程挂起，能够在父进程中加入一条语句：signal(SIGCHLD,SIG_IGN);表示父进程忽略SIGCHLD信号，该信号是子进程退出的时候向父进程发送的。

signal模块