殭屍進程和孤兒進程

1、殭屍進程（有害）

　　殭屍進程：一個進程使用fork建立子進程，若是子進程退出，而父進程並無調用wait或waitpid獲取子進程的狀態信息，那麼子進程的進程描述符仍然保存在系統中。這種進程稱之爲殭屍進程。詳解以下

　　咱們知道在unix/linux中，正常狀況下子進程是經過父進程建立的，子進程在建立新的進程。子進程的結束和父進程的運行是一個異步過程,即父進程永遠沒法預測子進程到底何時結束，若是子進程一結束就馬上回收其所有資源，那麼在父進程內將沒法獲取子進程的狀態信息。

　　所以，UNⅨ提供了一種機制能夠保證父進程能夠在任意時刻獲取子進程結束時的狀態信息：

　　一、在每一個進程退出的時候，內核釋放該進程全部的資源，包括打開的文件，佔用的內存等。可是仍然爲其保留必定的信息（包括進程號the process ID，退出狀態the termination status of the process，運行時間the amount of CPU time taken by the process等）

　　二、直到父進程經過wait / waitpid來取時才釋放. 但這樣就致使了問題，若是進程不調用wait / waitpid的話，那麼保留的那段信息就不會釋放，其進程號就會一直被佔用，可是系統所能使用的進程號是有限的，若是大量的產生僵死進程，將由於沒有可用的進程號而致使系統不能產生新的進程. 此即爲殭屍進程的危害，應當避免。 　　

　　任何一個子進程(init除外)在exit()以後，並不是立刻就消失掉，而是留下一個稱爲殭屍進程(Zombie)的數據結構，等待父進程處理。這是每一個子進程在結束時都要通過的階段。若是子進程在exit()以後，父進程沒有來得及處理，這時用ps命令就能看到子進程的狀態是「Z」。若是父進程能及時 處理，可能用ps命令就來不及看到子進程的殭屍狀態，但這並不等於子進程不通過殭屍狀態。 若是父進程在子進程結束以前退出，則子進程將由init接管。init將會以父進程的身份對殭屍狀態的子進程進行處理。

2、孤兒進程（無害）

　　孤兒進程：一個父進程退出，而它的一個或多個子進程還在運行，那麼那些子進程將成爲孤兒進程。孤兒進程將被init進程(進程號爲1)所收養，並由init進程對它們完成狀態收集工做。 　　

　　孤兒進程是沒有父進程的進程，孤兒進程這個重任就落到了init進程身上，init進程就好像是一個民政局，專門負責處理孤兒進程的善後工做。每當出現一個孤兒進程的時候，內核就把孤 兒進程的父進程設置爲init，而init進程會循環地wait()它的已經退出的子進程。這樣，當一個孤兒進程淒涼地結束了其生命週期的時候，init進程就會表明黨和政府出面處理它的一切善後工做。所以孤兒進程並不會有什麼危害。

　　咱們來測試一下（建立完子進程後，主進程所在的這個腳本就退出了，當父進程先於子進程結束時，子進程會被init收養，成爲孤兒進程，而非殭屍進程），文件內容

import os
import sys
import time

pid = os.getpid()
ppid = os.getppid()
print 'im father', 'pid', pid, 'ppid', ppid
pid = os.fork()
#執行pid=os.fork()則會生成一個子進程
#返回值pid有兩種值：
#    若是返回的pid值爲0，表示在子進程當中
#    若是返回的pid值>0，表示在父進程當中
if pid > 0:
    print 'father died..'
    sys.exit(0)

# 保證主線程退出完畢
time.sleep(1)
print 'im child', os.getpid(), os.getppid()

"""
執行文件，輸出結果：
im father pid 32515 ppid 32015
father died..
im child 32516 1
"""

　　看，子進程已經被pid爲1的init進程接收了，因此殭屍進程在這種狀況下是不存在的，存在只有孤兒進程而已，孤兒進程聲明週期結束天然會被init來銷燬。

3、殭屍進程危害場景

　　例若有個進程，它按期的產 生一個子進程，這個子進程須要作的事情不多，作完它該作的事情以後就退出了，所以這個子進程的生命週期很短，可是，父進程只管生成新的子進程，至於子進程 退出以後的事情，則一律漠不關心，這樣，系統運行上一段時間以後，系統中就會存在不少的僵死進程，假若用ps命令查看的話，就會看到不少狀態爲Z的進程。 嚴格地來講，僵死進程並非問題的根源，罪魁禍首是產生出大量僵死進程的那個父進程。所以，當咱們尋求如何消滅系統中大量的僵死進程時，答案就是把產生大 量僵死進程的那個元兇槍斃掉（也就是經過kill發送SIGTERM或者SIGKILL信號啦）。槍斃了元兇進程以後，它產生的僵死進程就變成了孤兒進 程，這些孤兒進程會被init進程接管，init進程會wait()這些孤兒進程，釋放它們佔用的系統進程表中的資源，這樣，這些已經僵死的孤兒進程 就能瞑目而去了。

4、測試

　　一、產生殭屍進程的程序test.py內容以下

#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系統上執行：

[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> #出現殭屍進程
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 #執行top命令發現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、等待父進程正常結束後會調用wait／waitpid去回收殭屍進程

　　但若是父進程是一個死循環，永遠不會結束，那麼該殭屍進程就會一直存在，殭屍進程過多，就是有害的

　　解決方法一：殺死父進程

　　解決方法二：對開啓的子進程應該記得使用join，join會回收殭屍進程

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方法中調用了wait，告訴系統釋放殭屍進程，discard爲從本身的children中剔除。

　　解決方法三：使用signal模塊

python 中使用import signal就能夠導入模塊了

signal(參數一,參數二)
參數一：咱們要進行處理的信號。系統的信號咱們能夠再終端鍵入 kill -l查看(共64個)。其實這些信號時系統定義的宏。
參數二：咱們處理的方式（是系統默認仍是忽略仍是捕獲）。能夠寫一個handdle函數來處理咱們捕獲的信號。
SIGCHLD信號
子進程結束時, 父進程會收到這個信號。 
若是父進程沒有處理這個信號，也沒有等待(wait)子進程，子進程雖然終止，可是還會在內核進程表中佔有表項，這時的子進程稱爲殭屍進程。這種情 況咱們應該避免(父進程或者忽略SIGCHILD信號，或者捕捉它，或者wait它派生的子進程，或者父進程先終止，這時子進程的終止自動由init進程 來接管)。

SIG_ING
忽略的意思

使用signal(SIGCHLD, SIG_IGN)處理殭屍進程
經過signal(SIGCHLD, SIG_IGN)通知內核對子進程的結束不關心，由內核回收。若是不想讓父進程掛起，能夠在父進程中加入一條語句：signal(SIGCHLD,SIG_IGN);表示父進程忽略SIGCHLD信號，該信號是子進程退出的時候向父進程發送的。## SIGCHLD信號 
子進程結束時, 父進程會收到這個信號。 
若是父進程沒有處理這個信號，也沒有等待(wait)子進程，子進程雖然終止，可是還會在內核進程表中佔有表項，這時的子進程稱爲殭屍進程。這種情 況咱們應該避免(父進程或者忽略SIGCHILD信號，或者捕捉它，或者wait它派生的子進程，或者父進程先終止，這時子進程的終止自動由init進程 來接管)。

使用signal(SIGCHLD, SIG_IGN)處理殭屍進程
經過signal(SIGCHLD, SIG_IGN)通知內核對子進程的結束不關心，由內核回收。若是不想讓父進程掛起，能夠在父進程中加入一條語句：signal(SIGCHLD,SIG_IGN);表示父進程忽略SIGCHLD信號，該信號是子進程退出的時候向父進程發送的。

signal模塊