【Linux】僵尸进程、进程状态简介

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僵尸进程

在 Linux 系统中，僵尸进程（Zombie Process）是一种特殊的进程状态，是指一个子进程执行完成后，其父进程尚未读取其退出状态、没有对其资源和状态信息进行回收，导致该子进程一直存在的特殊状态。

僵尸进程的产生通常有以下两种原因：

• 父进程未回收子进程资源
  • 当一个子进程终止时，会向其父进程发送一个 SIGCHLD 信号，向父进程通知其退出状态。如果父进程没有调用 wait() 或 waitpid() 来读取子进程的退出状态并回收资源，子进程就会成为僵尸进程
• 父进程先于子进程结束
  • 当一个子进程还未终止时，其父进程先于该子进程结束，则该子进程会变为孤儿进程，进而产生僵尸进程
  • 比较特殊的是，孤儿进程可以被系统的 init 进程（进程号为 1）接管，init 进程可以清理这些孤儿进程产生的僵尸进程

僵尸进程虽然不再占用 Linux 系统的 CPU 资源，但仍然会占用内存资源，并在系统进程表中占用位置以保留部分信息（如 PID、退出状态等）。如果系统中存在大量僵尸进程，可能导致进程表耗尽，从而无法创建新的进程，进而影响系统性能和稳定性。

进程状态

在 Linux 系统中，进程（Process）和线程（Thread）均由 task_struct{} 结构表示。

task_struct{} 结构实质上表示任务（Task），是 Linux 系统中调度的基本单位，通常为了简明将其统称为进程。

Linux 进程从创建（Fork）到终止（Exit）的状态转换过程如下图。

从图中可以看到，当一个进程创建并进入活动周期后，可以在以下两种状态之间进行转换：

• 运行状态 （Running State）
  • 运行状态通常表明进程可能处于以下两种情况
    • 进程正在运行中（已经获取到 CPU 资源）
    • 进程位于运行队列中（已经就绪，随时可以运行）
  • 通过 ps ef 命令查看时，处于该状态的进程具有 “R” 标识
• 休眠状态 （Sleeping State）
  • 休眠状态通常表明进程正在等待特定资源（如磁盘 I/O），可以细分为 2 种子状态
    • TASK_INTERRUPTIBLE：该状态可以中断。通过 ps ef 命令查看时，处于该状态的进程具有 “S” 标识
    • TASK_UNINTERRUPTIBLE：该状态无法中断。通过 ps ef 命令查看时，处于该状态的进程具有 “D” 标识

当一个进程终止并调用 do_exit() 期间，还有两种与进程终止相关的状态：

• EXIT_DEAD：此状态表示进程真正退出的时间
• EXIT_ZOMBIE：此状态就在 EXIT_DEAD 之前发生，这就是通常所说的 zombie 进程