1.僵尸进程

1.1 僵尸进程的由来和概念

通常，子进程结束之后，需要父进程为子进程进行回收，俗称“收尸”，则回收子进程占用的一些内存资源，父进程通过调用wait()（或其变体 waitpid()、waitid()等）函数回收子进程资源，归还给系统。

如果子进程先于父进程结束，此时父进程还未来得及给子进程“收尸”，那么此时子进程就变成了一个僵尸进程。

当父进程调用 wait()（或其变体，下文不再强调）为子进程“收尸”后，僵尸进程就会被内核彻底删除。另外一种情况，如果父进程并没有调用 wait()函数然后就退出了，那么此时 init 进程将会接管它的子进程并自动调用 wait()，故而从系统中移除僵尸进程。

僵尸进程有什么影响？
例如：如果父进程创建了某一子进程，子进程已经结束，而父进程还在正常运行，但父进程并未调用 wait()回收子进程，此时子进程变成一个僵尸进程。首先来说，这样的程序设计是有问题的，如果系统中存在大量的僵尸进程，它们势必会填满内核进程表，从而阻碍新进程的创建。需要注意的是，僵尸进程是无法通过信号将其杀死的，即使是“一击必杀”信号 SIGKILL 也无法将其杀死，那么这种情况下，只能杀死僵尸进程的父进程（或等待其父进程终止），这样 init 进程将会接管这些僵尸进程，从而将它们从系统中清理掉！所以，在我们的一个程序设计中，一定要监视子进程的状态变化，如果子进程终止了，要调用 wait()将其回收，避免僵尸进程。

编写示例代码，产生一个僵尸进程：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main(void)
{
	 /* 创建子进程 */
	 switch (fork()) 
	 {
		 case -1:
		 perror("fork error");
		 exit(-1);
		 
		 case 0:
		 /* 子进程 */
		 printf("子进程<%d>被创建\n", getpid());
		 sleep(1);
		 printf("子进程结束\n");
		 _exit(0);
		 
		 default:
		 /* 父进程 */
		 break;
	 }
	 for ( ; ; )
	 sleep(1);
	 exit(0);
}

在上述代码中，子进程已经退出，但其父进程并没调用 wait()为其“收尸”，使得子进程成为一个僵尸进程，使用命令ps -aux可以查看到该僵尸进程，测试结果如下：
在这里插入图片描述

通过命令可以查看到子进程 6042 依然存在，可以看到它的状态栏显示的是“Z”（zombie，僵尸），表示它是一个僵尸进程。僵尸进程无法被信号杀死，大家可以试试，要么等待其父进程终止、要么杀死其父进程，让 init 进程来处理，当我们杀死其父进程之后，僵尸进程也会被随之清理。

tips：想结束这个进程，直接启动线程的终端直接关掉再查看，就不会有了。

2. SIGCHLD 信号

2.1 信号，进程的回收

SIGCHLD 信号，前面有讲过一点，但当以下两种情况下，父进程会收到信号：

当父进程的某个子进程终止时，父进程会收到 SIGCHLD 信号；
当父进程的某个子进程因收到信号而停止（暂停运行）或恢复时，内核也可能向父进程发送该信号。

向大家说明一下：子进程的终止属于异步事件，父进程事先是无法预知的，如果父进程有自己需要做的事情，它不能一直wait()阻塞等待子进程终止（或轮训），这样父进程将啥事也做不了，那么有什么办法来解决这样的尴尬情况，当然有办法，那就是通过 SIGCHLD 信号。
这就是为什么，我们还要这重复信号的作用！！！

那既然子进程状态改变时（终止、暂停或恢复），父进程会收到 SIGCHLD 信号，SIGCHLD 信号的系统默认处理方式是将其忽略，所以我们就需要捕获它，所以我们要绑定信号处理函数，在信号处理函数中调用 wait()收回子进程，回收完毕之后再回到父进程自己的工作流程中。

下面给初学者一点技巧和方法：
问题：当调用信号处理函数时，会暂时将引发调用的信号添加到进程的信号掩码中（除非 sigaction()指定了 SA_NODEFER 标志），这样一来，当 SIGCHLD 信号处理函数正在为一个终止的子进程“收尸”时，如果相继有两个子进程终止，即使产生了两次 SIGCHLD 信号，父进程也只能捕获到一次SIGCHLD 信号，结果是，父进程的 SIGCHLD 信号处理函数每次只调用一次 wait()，那么就会导致有些僵尸进程成为“漏网之鱼”

解决: 在 SIGCHLD 信号处理函数中循环以非阻塞方式来调用 waitpid()，直至再无其它终止的子进程需要处理为止，所以，通常 SIGCHLD 信号处理函数内部代码如下所示：

while (waitpid(-1, NULL, WNOHANG) > 0)
continue;

直至 waitpid()返回 0，表明再无僵尸进程存在；或者返回-1，表明有错误发生。
应在创建任何子进程之前，为 SIGCHLD 信号绑定处理函数.

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>

static void wait_child(int sig)
{
	 /* 替子进程收尸 */
	 printf("父进程回收子进程\n");
	 while (waitpid(-1, NULL, WNOHANG) > 0)
	 continue;
}

int main(void)
{
	 struct sigaction sig = {0};
	 /* 为 SIGCHLD 信号绑定处理函数 */
	 sigemptyset(&sig.sa_mask);
	 sig.sa_handler = wait_child;
	 sig.sa_flags = 0;
	 if (-1 == sigaction(SIGCHLD, &sig, NULL)) 
	 {
		 perror("sigaction error");
		 exit(-1);
	 }
	 /* 创建子进程 */
	 switch (fork()) 
	 {
		 case -1:
		 perror("fork error");
		 exit(-1);
		 
		 case 0:
		 /* 子进程 */
		 printf("子进程<%d>被创建\n", getpid());
		 sleep(1);
		 printf("子进程结束\n");
		 _exit(0);
		 
		  default:
		 /* 父进程 */
		 break;
	 }
	 sleep(3);
	 exit(0);
}