僵尸进程和孤儿进程

合集 - python网络并发(12)

1.CS与BS架构2024-01-162.网络编程TCP UDP2024-01-163.粘包问题2024-01-164.socket模块2024-01-165.进程2024-01-166.操作系统2024-01-167.多进程操作2024-01-17

8.僵尸进程和孤儿进程2024-01-17

9.进程锁(互斥锁)2024-01-1710.守护进程2024-01-1711.线程池和进程池2024-02-1412.协程理论2024-02-14

收起

僵尸进程

（1）简介

• 在操作系统中，僵尸进程（Zombie Process）是指已经终止执行的进程，但其父进程还没有调用 wait() 系统调用来获取其退出状态的进程。虽然这个进程已经停止了，但它的进程描述符仍然在操作系统的进程表中。

• 僵尸进程的存在主要是为了保存其退出状态，以便父进程稍后可以获取。一旦父进程调用 wait() 来获取子进程的退出状态，操作系统就会释放僵尸进程的所有资源。

• 如果父进程没有正确地处理僵尸进程，那么这些僵尸进程可能会在系统中积累，导致资源浪费。因此，父进程通常需要负责定期调用 wait() 等待子进程的终止。

（2）示例

• 在多进程的情境下，如果创建了子进程，而主进程没有适时地等待子进程结束，就有可能出现僵尸进程。以下是一个示例：

from multiprocessing import Process
import time
import os
 
 
def task():
    print(f"子进程 {os.getpid()} 开始执行")
    time.sleep(3)
    print(f"子进程 {os.getpid()} 执行完毕")
 
 
if __name__ == '__main__':
    # 创建子进程
    p = Process(target=task)
    p.start()
 
    # 主进程不等待子进程，直接结束
    # 此时子进程可能成为僵尸进程
    print("主进程结束")
 
# 主进程结束
# 子进程 17904 开始执行
# 子进程 17904 执行完毕

• 在这个示例中，主进程启动了一个子进程，但主进程没有等待子进程结束，而是直接结束。这种情况下，子进程可能成为僵尸进程。在实际应用中，通常会使用 p.join() 或其他手段来等待子进程的结束，以防止僵尸进程的产生。

（3）僵尸进程的危害

僵尸进程的存在可能导致一些问题和危害，这主要是因为僵尸进程占用系统资源并且不能正常释放。以下是僵尸进程可能引发的一些问题：

1. 资源浪费： 僵尸进程会占用系统进程表等资源，尽管它们已经完成执行。这可能会导致系统资源的浪费，特别是在创建大量进程的情况下。
2. 进程表溢出： 操作系统维护着一个进程表，其中包含所有活动进程的信息。僵尸进程占用了进程表中的一个槽位，如果僵尸进程过多，可能导致进程表溢出，使得系统无法再创建新的进程。
3. 父进程信息泄漏： 僵尸进程仍然保留有关其父进程的一些信息，如父进程的PID。这可能导致敏感信息泄漏，尤其是在某些安全敏感的应用程序中。
4. 降低系统性能： 大量的僵尸进程可能导致系统性能下降，因为操作系统需要花费额外的时间和资源来维护这些僵尸进程。
5. 进程号枯竭： 如果系统中存在大量的僵尸进程，可能会耗尽可用的进程号，导致新进程无法创建。

为了避免这些问题，父进程通常需要调用 wait()、waitpid() 或 join() 等方法来等待子进程的正常退出，从而确保子进程成为僵尸进程的时间尽可能短暂。合理的进程管理和终止策略是保持系统稳定和高效运行的关键。

（1）解决办法

• 一：杀死父进程
• 二：对开启的子进程应该记得使用join，join会回收僵尸进程

孤儿进程

（1）简介

• 孤儿进程（Orphan Process）是指一个子进程在其父进程终止后，由操作系统接管的进程。在 Unix-like 操作系统中，这是通过将孤儿进程的父进程更改为 init 进程（进程ID为1）来实现的。

• 孤儿进程（Orphan Process）是指一个子进程在其父进程终止后，由操作系统接管的进程。在 Unix-like 操作系统中，这是通过将孤儿进程的父进程更改为 init 进程（进程ID为1）来实现的。

• 当一个进程创建子进程后，通常会等待子进程执行完成。但如果父进程在子进程执行期间先于子进程结束而终止，子进程就会变成孤儿进程。操作系统会接管孤儿进程，并将其父进程设置为 init 进程。

• init 进程是系统引导过程中启动的第一个用户级进程，负责启动和管理系统的其他进程。因此，孤儿进程成为 init 进程的子进程，init 进程会负责回收孤儿进程的资源。

（2）示例

• 指一个子进程在其父进程终止后，由操作系统接管的进程。

import os
import sys
import time
 
if __name__ == '__main__':
    # 获取当前进程的PID（父进程的PID）
    pid = os.getpid()
    ppid = os.getppid()
    print('我是父进程 :>>> ', 'pid', pid, 'ppid', ppid)
 
    # 使用 os.fork() 创建子进程
    pid = os.fork()
 
    # os.fork() 返回两次，父进程中 pid 是子进程的 PID，子进程中 pid 是 0
    if pid > 0:
        # 在父进程中
        print('父进程终止')
        sys.exit(0)  # 父进程终止，子进程被 init 进程（PID=1）接管
 
    # 在子进程中，pid 为 0
    # 为确保主线程退出完毕，睡眠1秒
    time.sleep(1)
    print('我是子进程 :>>>> ', os.getpid(), os.getppid())
 
# 注意：由于 sys.exit(0) 终止了父进程，因此子进程继续执行