通过swoole观察僵尸进程和孤儿进程出现和消亡

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声明：维基百科上没有僵死进程的词条，这里认为僵死进程同僵尸进程，即ZOMBIE。

一、定义
什么是僵尸进程
维基百科的定义：在类UNIX系统中，僵尸进程是指完成执行（通过exit系统调用，或运行时发生致命错误或收到终止信号所致）但在操作系统的进程表中仍然有一个表项（进程控制块PCB），处于”终止状态”的进程。

这个定义很准确，但并不好理解，通俗的说法是一个进程fork了一个子进程，子进程先于父进程退出，但父进程没有调用wait(通过wait系统调用读取退出进程的退出态，退出进程的在进程表中的表项就被删除)，导致这个进程已经退出但是仍在进程表中占有一个位置，这种进程称为僵尸进程。

什么是孤儿进程
孤儿进程：一个进程fork了一个子进程, 父进程先于子进程退出，运行中的子进程称为孤儿进程。
孤儿进程将被init进程(进程号为1)所收养，并由init进程对它们完成状态收集工作。

下面，让我们来看2个示例:

二、僵尸进程示例

0、通过swoole在一个进程中创建子进程，让子进程先于父进程退出。

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echo 'ppid = ' . getmypid(), PHP_EOL;
 
$process = new swoole_process(function (swoole_process $worker) {
    echo 'pid = ' . getmypid(), PHP_EOL;
    sleep(10);
    echo 'child process exit', PHP_EOL;
}, false);
 
$process->start();
 
sleep(1000);
echo 'parent process exit', PHP_EOL;

1、以上代码保存文件zombie.php, 执行

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[root@salmonl process]# php zombie.php
ppid = 4899
pid = 4900
child process exit

2、另开一个窗口查看进程

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# 子进程退出前
$ ps aux | grep -v 'grep' | grep 'zombie'
root      4899  0.3  0.6 321644 24612 pts/0    S+   16:07   0:00 php zombie.php
root      4900  0.0  0.2 321644  8956 pts/0    S+   16:07   0:00 php zombie.php
 
# 子进程退出后
$ ps aux | grep -v 'grep' | grep 'zombie'
root      4899  0.0  0.6 321644 24612 pts/0    S+   16:07   0:00 php zombie.php
 
# 查看僵尸进程(状态为Z, 或者COMMAND中出现defunct)
$ ps aux | grep -v 'grep' | grep 'defunct'
root      4900  0.0  0.0      0     0 pts/0    Z+   16:07   0:00  <defunct>

3、kill僵尸进程无效

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$ kill 4900
$ ps aux | grep -v 'grep' | grep 'defunct'
root      4900  0.0  0.0      0     0 pts/0    Z+   16:07   0:00  <defunct>

4、kill父进程，僵尸进程就会消亡

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$ kill 4899
$ ps aux | grep -v 'grep' | grep 'defunct'

三、孤儿进程示例
0、通过swoole在一个进程中创建子进程，让父进程先于子进程退出。

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echo 'ppid = ' . getmypid(), PHP_EOL;
 
$process = new swoole_process(function (swoole_process $worker) {
    echo 'pid = ' . getmypid(), PHP_EOL;
    sleep(1000);
    echo 'child process exit', PHP_EOL;
}, false);
 
$process->start();
 
sleep(10);
echo 'parent process exit', PHP_EOL;

1、以上代码保存文件orphan.php, 执行

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$ php orphan.php
ppid = 5041
pid = 5042
parent process exit

2、另开一个窗口查看进程

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# 父进程退出之前，进程状态
$ ps aux | grep -v 'grep' | grep 'orphan'
root      5041  0.5  0.6 321644 24612 pts/0    S+   16:22   0:00 php orphan.php
root      5042  0.0  0.2 321644  8956 pts/0    S+   16:22   0:00 php orphan.php
 
# 父进程退出之后进程状态(子进程的ppid变为1)
$ ps -ef | grep -v 'grep' | grep orphan
root      5042     1  0 16:22 pts/0    00:00:00 php orphan.php

四、总结
0、swoole中避免出现僵尸进程，在父进程中调用wait即可

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while ($res = swoole_process::wait()) {
    echo PHP_EOL, 'worker process exit pid: ' . $res['pid'] . PHP_EOL;
}

1、僵尸进程占用进程ID，多了之后，影响进程调度。
2、清除僵尸进程可通过清除父进程，或者等待很长时间后被内核清除。

参考：
维基百科: 僵尸进程
CoolShell: LINUX 的僵尸(ZOMBIE)进程
知乎: 僵尸进程和僵死进程有什么区别?修改

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