戏说守护、僵尸、孤儿进程

时间：2016-05-27 18:38:17 阅读：247 评论：0 收藏：0 [点我收藏+]

标签：进程

首先说简单的结论：

没有父进程的进程就是孤儿进程，孤儿进程会被init领养，成为一个准守护进程。
如果进程他爹活着，但是不给子进程收尸（wait、waitpid），子进程就会变成僵尸。

守护进程（Daemon）是在一类脱离终端在后台执行的程序, 通常以 d 结尾, 随系统启动, 其父进程 (ppid) 通常是 init 进程

以下是Wikipedia中关于Daemon的定义：

In multitasking computer operating systems, a daemon (/dimn/ or /demn/) is a computer program that runs as a background process, rather than being under the direct control of an interactive user. Traditionally daemon names end with the letter d: for example, syslogd is the daemon that implements the system logging facility and sshd is a daemon that services incoming SSH connections.

一般要让当前程序以守护进程形式运行, 在命令后加 & 并重定向输出即可：

这是直接运行程序的方式, 如果是用具体语言代码的形式来实现呢, 首先看一下守护进程的实现要点：

总的来说守护进程应该有以下几个特征：

后台运行
也就是不占用console的前面，也就是bash里运行程序后面加个&
成为process group leader
Process Group Leader就是父进程是init的那个进程。
成为session leader
一个ssh登录会启动一个bash，bash会fork出很多子进程，这些进程轮流接手tty输出。这都是属于一个session。 session leader就是这一堆进程的父进程。
fork一次或者两次
fork 两次是出于被当成库调用的考虑。
chdir到/
防止占用别的路径的working dir的fd，导致一些block不能unmount
umask
需要重置umask，防止后续子进程继承非默认umask造成奇怪的行为。
处理标准输入输出，错误输出（0，1，2）
重定向stdout、stderr、stdin，防止tty中断后的broken pipe信号。
日志
输出重定向后，需要有办法反映内部情况。

信号处理
最后最好对将一些终端相关的信号处理忽略一下，防止受到相关信号导致的进程退出。例如：SIGHUP、SIGTTIN、SIGTTOU。这是很多没有经验的菜鸟容易忽略的点。一般nohup命令会帮我们处理。

用下面的代码就可以实现一个非常规范的守护进程（代码注释很详细但有点长）：

代码地址：https://github.com/51reboot/rebootMon/blob/master/nbNet/daemon.py

可以看一个示例：

实现了一个非常蹩脚的HTTP Server :-P

上面守护进程的生成步骤中涉及到了孤儿进程：任何孤儿进程产生时都会立即为系统进程init自动接收为子进程，这一过程也被称为“收养”。但由于创建该进程的进程已不存在，所以仍应称之为“孤儿进程（Orphan Process）”。

与之相关的一个概念就是僵尸进程（Zombie Process）。当子进程退出时, 父进程需要wait/waitpid系统调用来读取子进程的exit status, 然后子进程被系统回收。如果父进程没有wait的话, 子进程将变成一个"僵尸进程", 内核会释放这个子进程所有的资源，包括打开的文件占用的内存等。但在进程表中仍然有一个PCB, 记录进程号和退出状态等信息, 并导致进程号一直被占用, 而系统能使用的进程号数量是有限的(可以用ulimit查看相关限制), 如果产生大量僵尸进程的话, 将因为没有可用的进程号而导致系统不能产生新的进程。

因此很多自带重启功能的服务实现就是用wait/waitpid实现的。waitpid()会暂时停止目前进程的执行，直到有信号来到或子进程结束。比如tornado中fork多进程就是这样, 监控子进程的运行状态, 当其意外退出时自动重启子进程。

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