Linux 进程状态、僵尸进程与孤儿进程

目录

0.前言

1. 进程状态

1.1 定义

1.2 常见进程

2.僵尸进程

2.1 定义

2.2 示例

2.3 僵尸进程的危害与防止方法

3. 孤儿进程

3.1 介绍

3.2 示例

4.小结

（图像由AI生成） 

0.前言

在上一篇文章中，我们介绍了进程的基本概念、进程控制块（PCB）以及如何查看 Linux 系统中的进程状态。这一篇，我们将继续深入探讨进程的各种状态，尤其是僵尸进程和孤儿进程等特殊情况，这些知识对于理解 Linux 系统中的进程管理和资源分配至关重要。

1. 进程状态

1.1 定义

在 Linux 中，进程的状态是进程当前所处的活动阶段或状态的指示。这一状态的定义在 Linux 内核源码中用 task_struct 结构体中的 state 字段表示。这个字段是一个位图，表示进程在何种情况下进行等待或执行操作。内核中的进程状态通过常量数组 task_state_array[] 定义，如下所示：

/*
* The task state array is a strange "bitmap" of
* reasons to sleep. Thus "running" is zero, and
* you can test for combinations of others with
* simple bit tests.
*/
static const char * const task_state_array[] = {"R (running)",       /* 0 */"S (sleeping)",      /* 1 */"D (disk sleep)",    /* 2 */"T (stopped)",       /* 4 */"t (tracing stop)",  /* 8 */"X (dead)",          /* 16 */"Z (zombie)",        /* 32 */
};

通过这个数组，Linux 内核能够为不同状态的进程进行标识，每个状态都有不同的含义：

  • R (running)：表示进程正在运行或准备运行。这是一个活动状态，进程在 CPU 上获得执行时间或正在等待被调度。

  • S (sleeping)：表示进程正在睡眠，通常是因为它在等待某个事件发生，比如等待输入/输出（I/O）操作的完成。当条件满足时，进程会被唤醒并恢复运行。

  • D (disk sleep)：表示进程处于不可中断的睡眠状态，通常是在等待硬件资源（如磁盘 I/O）的响应。这种状态下的进程不会响应任何信号，除非硬件操作完成。

  • T (stopped)：表示进程已被暂停，通常是由用户通过发送 SIGSTOP 或 SIGTSTP 信号来停止进程的执行。进程在这种状态下不会继续执行任何操作，直到接收到继续信号（如 SIGCONT）。

  • t (tracing stop)：表示进程被调试器跟踪并暂停执行。调试器可以通过此状态检查进程的运行情况，并可以继续、停止或修改进程的执行。

  • X (dead)：表示进程已终止并且即将从系统中清除，通常意味着进程已经彻底退出，内存和资源已释放。

  • Z (zombie)：表示僵尸进程，即进程已经结束执行，但其父进程还没有通过 wait() 系统调用获取其退出状态。僵尸进程只保留进程控制块（PCB），不再消耗其他系统资源。

1.2 常见进程

在日常使用 Linux 系统时，上述这些状态中的几种是比较常见的。让我们详细介绍其中几种常见的进程状态：

  1. 运行（R (running)）：
    这是最活跃的状态，进程处于运行中，意味着该进程正在使用 CPU 资源。即使进程等待 CPU 调度，只要它准备好执行，仍会被标记为 R 状态。这也是大多数活跃进程的正常状态。

  2. 可中断睡眠（S (sleeping)）：
    这是最常见的等待状态，表示进程正在等待某些条件（如 I/O 完成）。当等待条件满足后，进程将自动被唤醒，恢复执行。使用 ps 或 top 命令时，许多系统后台进程经常处于这种状态。

  3. 不可中断睡眠（D (disk sleep)）：
    进程处于深度睡眠中，通常在等待某些阻塞的硬件操作（例如磁盘 I/O）。这种状态下的进程无法被信号唤醒，必须等到请求的操作完成。此状态比较罕见，出现时通常与系统 I/O 瓶颈或硬件问题相关。

  4. 停止（T (stopped)）：
    停止状态的进程通常是被用户手动暂停的。通过 Ctrl+Z 或 kill -STOP 可以将进程送入此状态，典型应用场景是在调试时或暂时停止某些前台任务。

  5. 僵尸（Z (zombie)）：
    僵尸进程虽然很少见，但却是系统管理中需要注意的一种状态。它们不会消耗系统资源，但过多的僵尸进程可能导致进程号耗尽，系统无法再创建新的进程。

2.僵尸进程

2.1 定义

僵尸进程（Zombie Process）是指一个进程已经完成了它的执行（通过调用 exit() 退出），但它的父进程还没有调用 wait() 系统调用获取它的退出状态。此时，子进程的进程控制块（PCB）依然保存在内存中，等待父进程来回收它的退出信息。在 Linux 中，每个进程都需要一个进程号（PID），如果僵尸进程不被处理，系统将保留它们的 PID，导致可用的 PID 资源被耗尽，最终可能影响系统的正常运行。

僵尸进程本身并不会占用过多的系统资源，但如果产生大量僵尸进程，可能会导致系统进程号耗尽，影响新进程的创建。一般情况下，僵尸进程应该尽快通过父进程调用 wait() 系列函数来处理和回收。

2.2 示例

下面我们通过一个简单的 C 语言代码示例来演示如何创建一个僵尸进程。此代码会创建一个子进程，子进程立即退出，但父进程不调用 wait()，从而让子进程进入僵尸状态。

C语言创建僵尸进程的例子：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>int main() {pid_t pid = fork();if (pid > 0) {// 父进程睡眠一段时间，以便子进程进入僵尸状态sleep(30); // 这里父进程故意不调用 wait()，让子进程变成僵尸} else if (pid == 0) {// 子进程立即退出printf("子进程 (PID: %d) 已经退出，但父进程未调用 wait()，它将成为僵尸进程。\n", getpid());exit(0);} else {// fork 失败perror("fork");exit(1);}return 0;
}

在这个示例中，父进程 fork() 出一个子进程，然后父进程进入睡眠状态，而子进程立即 exit() 退出。由于父进程没有调用 wait()，子进程的状态将变为僵尸状态，直到父进程被唤醒并调用 wait() 函数处理它。

我们可以通过 Linux 中的命令行脚本实时查看该进程的状态。以下是一个简单的命令行脚本，它会每秒钟打印一次所有进程的状态，以便实时监控僵尸进程：

实时监控进程状态的脚本：

#!/bin/bash# 使用 ps 命令每秒钟查看进程的状态
while true; doclearps -eo pid,ppid,stat,cmd | grep '[Zz]'sleep 1
done

这个脚本使用 ps -eo pid,ppid,stat,cmd 命令来打印出所有进程的进程号、父进程号、状态和命令。grep '[Zz]' 会过滤出所有处于僵尸状态的进程。脚本会每秒执行一次，显示系统中当前的僵尸进程。运行这个脚本时，用户可以观察到子进程在退出后变成僵尸进程，并在父进程睡眠期间保持僵尸状态。

2.3 僵尸进程的危害与防止方法

僵尸进程的主要危害并不在于它们占用了大量的系统资源，而是：

  1. 占用进程号：每个进程在系统中都有一个唯一的进程号（PID）。系统中的 PID 数量是有限的，过多的僵尸进程会消耗这些可用的进程号，导致系统在需要创建新进程时无法分配新的 PID。如果系统中存在大量僵尸进程，将导致系统无法创建新的进程，从而影响系统的正常运行。

  2. 系统管理复杂化：僵尸进程虽然不占用 CPU 和内存，但它们会增加系统中进程的数量，给系统管理员带来困扰。在 ps 或 top 这样的命令中，这些僵尸进程会持续存在，使得进程管理和问题排查变得更加复杂。

  3. 资源泄露风险：虽然僵尸进程只保留了少量信息，但如果父进程长期不处理这些僵尸进程，相关资源无法完全释放，尤其在一些复杂的进程间通信或多进程的应用中，可能导致资源泄露或系统资源耗尽。

如何防止僵尸进程：

  • 父进程主动调用 wait() 或 waitpid()：父进程应当及时调用这些函数来处理子进程的退出状态，避免子进程变为僵尸状态。
  • 使用信号处理机制：父进程可以设置 SIGCHLD 信号处理程序，当子进程结束时自动调用 wait() 来清理僵尸进程。
  • 让 init 进程接管：当父进程终止时，孤儿进程会自动被 init 进程接管，init 进程会负责处理这些子进程，避免僵尸状态的出现。

3. 孤儿进程

3.1 介绍

孤儿进程（Orphan Process）是指其父进程已经终止，但子进程仍在继续运行的进程。当父进程退出后，系统自动将这些孤儿进程的父进程重定向为 init 进程（在大多数 Linux 系统中，PID 为 1），由 init 进程负责管理它们。因此，孤儿进程并不会对系统造成问题，init 进程会在这些孤儿进程终止时回收它们的资源。

孤儿进程本身并不是错误或需要纠正的状态，更多情况下，它是一种自然现象。例如，当某个后台服务的父进程意外终止时，子进程继续执行，成为孤儿进程并由 init 进程接管。这种机制确保了系统的稳定性，防止了因为父进程退出而造成的子进程资源泄漏。

3.2 示例

为了更好地理解孤儿进程的工作方式，我们通过一个 C 语言示例代码来演示孤儿进程的生成和处理过程。在此示例中，父进程创建一个子进程，父进程立即终止，而子进程继续运行并成为孤儿进程。

C语言创建孤儿进程的例子：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>int main() {pid_t pid = fork();if (pid > 0) {// 父进程printf("父进程 (PID: %d) 正在退出...\n", getpid());exit(0);  // 父进程退出，子进程将成为孤儿进程} else if (pid == 0) {// 子进程printf("子进程 (PID: %d, PPID: %d) 开始运行\n", getpid(), getppid());sleep(5);  // 子进程等待几秒，观察它成为孤儿进程的状态printf("子进程 (PID: %d, PPID: %d) 仍然在运行，并已成为孤儿进程\n", getpid(), getppid());exit(0);} else {// fork 失败perror("fork");exit(1);}return 0;
}

解释：

  1. 父进程通过调用 fork() 创建了一个子进程。
  2. 父进程立即调用 exit() 终止自身，使得子进程成为孤儿进程。
  3. 子进程在父进程退出后继续执行，并等待 5 秒，确保自己成为孤儿进程。
  4. 子进程打印出自己在成为孤儿进程后的状态，父进程的 PID 变为 1，表示 init 进程已经接管了它。

从输出中可以看到，子进程在父进程退出后继续运行，且子进程的父进程 ID (PPID) 变为 1，说明它已经被 init 进程接管。这就是孤儿进程的典型处理过程。

孤儿进程通常不会给系统带来危害，因为 init 进程会自动管理它们。

4.小结

本篇文章我们深入探讨了 Linux 系统中的进程状态，了解了系统如何管理进程的不同阶段。尤其是僵尸进程和孤儿进程这两种特殊进程状态，在日常的系统管理和故障排查中经常遇到。理解这些概念不仅有助于我们优化系统资源的使用，还能够在需要时快速定位和处理系统中潜在的问题。对于僵尸进程，关键在于父进程的正确处理；对于孤儿进程，系统的 init 进程会自动接管，用户通常不需要过多干预。

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.xdnf.cn/news/1552891.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系一条长河网进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

相关文章

蓝桥杯—STM32G431RBT6(IIC通信--EEPROM(AT24C02)存储器进行通信)

蓝桥杯—STM32G431RBT6(IIC通信--EEPROM(AT24C02)存储器进行通信)

一、什么是IIC&#xff1f;24C02存储器有什么用&#xff1f; IIC &#xff08;IIC 是半双工通信总线。半双工意味着数据在某一时刻只能沿一个方向传输&#xff0c;即发送数据的时候不能接收数据&#xff0c;接收数据的时候不能发送数据&#xff09;即集成电路总线&#xff08;…
阅读更多...
Activiti7 工作流引擎学习

Activiti7 工作流引擎学习

目录 一. 什么是 Activiti 工作流引擎 二. Activiti 流程创建步骤 三. Activiti 数据库表含义 四. BPMN 建模语言 五. Activiti 使用步骤 六. 流程定义与流程实例 一. 什么是 Activiti 工作流引擎 Activiti 是一个开源的工作流引擎&#xff0c;用于业务流程管理&#xf…
阅读更多...
第二弹：面向对象编程中的类与对象

第二弹：面向对象编程中的类与对象

文章目录 面向对象编程中的类与对象1. 类与对象的定义1.1 类和对象的概念1.2 类的基本定义 2. 类的封装2.1 类的封装语法2.2 类成员访问权限2.3 struct和class的区别2.4 类封装与成员函数定义分离 3. 类对象的创建与销毁3.1 静态与动态对象的创建3.2 对象的销毁 4. 构造函数和析…
阅读更多...
深入解析 ConcurrentHashMap：从 JDK 1.7 到 JDK 1.8

深入解析 ConcurrentHashMap：从 JDK 1.7 到 JDK 1.8

✨探索Java基础 ConcurrentHashMap✨ 引言 ConcurrentHashMap 是 Java 中一个线程安全的高效 Map 集合。它在多线程环境下提供了高性能的数据访问和修改能力。本文将详细探讨 ConcurrentHashMap 在 JDK 1.7 和 JDK 1.8 中的不同实现方式&#xff0c;以及它们各自的优缺点。 …
阅读更多...
（笔记）第三期书生·浦语大模型实战营（十一卷王场）--书生入门岛通关第2关Python 基础知识

（笔记）第三期书生·浦语大模型实战营（十一卷王场）--书生入门岛通关第2关Python 基础知识

学员闯关手册&#xff1a;https://aicarrier.feishu.cn/wiki/ZcgkwqteZi9s4ZkYr0Gcayg1n1g?open_in_browsertrue 课程视频&#xff1a;https://www.bilibili.com/video/BV1mS421X7h4/ 课程文档&#xff1a;https://github.com/InternLM/Tutorial/tree/camp3/docs/L0/Python 关…
阅读更多...
如何使用ssm实现基于JSP的高校听课评价系统

如何使用ssm实现基于JSP的高校听课评价系统

TOC ssm753基于JSP的高校听课评价系统jsp 绪论 1.1 研究背景 现在大家正处于互联网加的时代&#xff0c;这个时代它就是一个信息内容无比丰富&#xff0c;信息处理与管理变得越加高效的网络化的时代&#xff0c;这个时代让大家的生活不仅变得更加地便利化&#xff0c;也让时…
阅读更多...
【LeetCode: 1870. 准时到达的列车最小时速 | 二分】

【LeetCode: 1870. 准时到达的列车最小时速 | 二分】

&#x1f680; 算法题 &#x1f680; &#x1f332; 算法刷题专栏 | 面试必备算法 | 面试高频算法 &#x1f340; &#x1f332; 越难的东西,越要努力坚持&#xff0c;因为它具有很高的价值&#xff0c;算法就是这样✨ &#x1f332; 作者简介&#xff1a;硕风和炜&#xff0c;…
阅读更多...
各种饺子的做法

各种饺子的做法

【羊肉馅水饺】 材料:羊肉1000克、洋葱2个、香油3汤匙、盐适量、姜2片、料酒1汤匙、白胡椒粉、十三香1茶匙、 做法&#xff1a; 1.把羊肉剁成肉馅&#xff0c;羊肉选用带一些肥肉的&#xff0c;味道比较香&#xff0c;如果羊肉比较瘦&#xff0c;可以放一些猪的肥肉一起剁成馅…
阅读更多...
电商店铺多开自动回复软件

电商店铺多开自动回复软件

在电商平台上开设多个店铺&#xff0c;即店铺多开&#xff0c;是一种扩展业务和增加销售额的策略。然而&#xff0c;店铺多开需要谨慎规划和执行&#xff0c;以避免违反平台规定和管理上的混乱。以下是如何实现店铺多开的详细步骤和注意事项。 1. 确定多开目标 在决定多开店铺…
阅读更多...
4个顶级的大模型推理引擎

4个顶级的大模型推理引擎

LLM 在文本生成应用中表现出色&#xff0c;例如具有高理解度和流畅度的聊天和代码完成模型。然而&#xff0c;它们的庞大规模也给推理带来了挑战。基本推理速度很慢&#xff0c;因为 LLM 会逐个生成文本标记&#xff0c;需要对每个下一个标记进行重复调用。随着输入序列的增长&…
阅读更多...
【CKA】七、七层负载-Ingress应用

【CKA】七、七层负载-Ingress应用

7、七层负载-Ingress应用 1. 考题内容&#xff1a; 2. 答题思路&#xff1a; 1、要先查到集群中使用的ingressclass 2、编写yaml 我考的题只是把 hi 服务换成了 hello&#xff0c;其他都一模一样 3. 官网地址&#xff1a; https://kubernetes.io/zh-cn/docs/concepts/serv…
阅读更多...
Pytorch实现RNN实验

Pytorch实现RNN实验

一、实验要求 用 Pytorch 模块的 RNN 实现生成唐诗。要求给定一个字能够生成一首唐诗。 二、实验目的 理解循环神经网络&#xff08;RNN&#xff09;的基本原理&#xff1a;通过构建一个基于RNN的诗歌生成模型&#xff0c;学会RNN是如何处理序列数据的&#xff0c;以及如何在…
阅读更多...
LabVIEW提高开发效率技巧----快速实现原型和测试

LabVIEW提高开发效率技巧----快速实现原型和测试

在LabVIEW开发中&#xff0c;DAQ助手&#xff08;DAQ Assistant&#xff09;和Express VI为快速构建原型和测试功能提供了极大的便利&#xff0c;特别适合于简单系统的开发和早期验证阶段。 DAQ助手&#xff1a;是一种可视化配置工具&#xff0c;通过图形界面轻松设置和管理数据…
阅读更多...
HISTCITE分析进阶

HISTCITE分析进阶

不可否认histcite是一个很好的文献分析的工具，他能很好的找到最重要的那几篇文章，同时也能找到研究的发文趋势、研究机构和著名的研究学者等。但是它是一个很老的软件，因而很多东西都没能跟上下载的分析。我在使用过程中，尝试做一些改变使其更好用，同时也做一些记录。 1.…
阅读更多...
C语言数组和指针笔试题(四)

C语言数组和指针笔试题(四)

目录 二维数组例题一例题二例题三例题四例题五例题六例题七例题八例题九例题十例题十一 结果 感谢各位大佬对我的支持,如果我的文章对你有用,欢迎点击以下链接 &#x1f412;&#x1f412;&#x1f412;个人主页 &#x1f978;&#x1f978;&#x1f978;C语言 &#x1f43f;️…
阅读更多...
vulnhub-Matrix 1靶机

vulnhub-Matrix 1靶机

vulnhub&#xff1a;https://www.vulnhub.com/entry/matrix-1,259/ 导入靶机&#xff0c;扫描IP 靶机在192.168.81.6&#xff0c;扫描端口 存在三个端口&#xff0c;有两个都是http服务&#xff0c;访问 80端口的网页没什么信息&#xff0c;31337的网页元素里有注释 ZWNobyAi…
阅读更多...
加密与安全_HTOP 一次性密码生成算法

加密与安全_HTOP 一次性密码生成算法

文章目录 HOTP 的基础原理HOTP 的工作流程HOTP 的应用场景HOTP 的安全性安全性增强措施Code生成HOTP可配置项校验HOTP可拓展功能计数器&#xff08;counter&#xff09;计数器在客户端和服务端的作用计数器的同步机制客户端和服务端中的计数器表现服务端如何处理计数器不同步计…
阅读更多...
dubbo微服务

dubbo微服务

一.启动nacos和redis 1.虚拟机查看是否开启nacos和redis docker ps2.查看是否安装nacos和redis docker ps -a3.启动nacos和redis docker start nacos docker start redis-6379 docker ps二.创建三个idea的maven项目 1.第一个项目dubboapidemo 2.1.1向pom.xml里添加依赖 …
阅读更多...
MES（软件）系统是什么？MES系统为何如此重要呢？

MES（软件）系统是什么？MES系统为何如此重要呢？

一、MES系统的定义与功能 MES系统是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统&#xff0c;它涵盖了多种功能模块&#xff0c;包括但不限于&#xff1a; 订单管理&#xff1a;处理客户订单&#xff0c;确保生产需求与市场需求相匹配。生产调度&#xff1a;根据订单和生…
阅读更多...
快乐数——双指针算法

快乐数——双指针算法

题目链接 快乐数https://leetcode.cn/problems/happy-number/description/ 题目要求 样例 算法原理 根据上述的题目分析&#xff0c;我们可以知道&#xff0c;当重复执行 x 的时候&#xff0c;数据会陷入到⼀个”循环“之中。 而”快慢指针“有⼀个特性&#xff0c;就是在⼀个…
阅读更多...
最新文章

Copyright @ 2022~2023