孤儿进程,僵尸进程,守护进程
孤儿进程: 父进程退出，子进程被 init(pid=1) 进程接管即为孤儿进程；
僵尸进程: 父进程仍在运行，子进程已退出但是未被父进程调用 wait / waitpid 完成状态收集而变成僵尸进程；
守护进程: 脱离终端的后台服务进程，是个特殊的孤儿进程；
基本概念
我们知道在 unix/linux 中，正常情况下，子进程是通过父进程创建的，子进程再创建新的进程。子进程的结束和父进程的运行是一个异步过程,即父进程永远无法预测子进程到底什么时候结束。当一个进程完成它的工作终止之后，它的父进程需要调用 wait() 或者waitpid() 系统调用取得子进程的终止状态。
孤儿进程：一个父进程退出，而它的一个或多个子进程还在运行，那么那些子进程将成为孤儿进程。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。
僵尸进程：一个进程使用 fork 创建子进程，如果子进程退出，而父进程并没有调用 wait 或 waitpid 获取子进程的状态信息，那么子进程的进程描述符仍然保存在系统中。这种进程描述符仍保存在系统中的子进程称为僵尸进程。
守护进程：即通常说的 Daemon 进程（精灵进程），是 Linux 中的后台服务进程。它是一个生存期较长的进程，通常独立于控制终端并且周期性地执行某种任务或等待处理某些发生的事件。守护进程是个特殊的孤儿进程，这种进程脱离了终端以避免被任何终端所产生的信息所打断，其执行过程中的信息不会在任何终端上显示。
问题及危害
僵尸进程
unix 提供了一种机制可以保证父进程能够获取到子进程结束时的状态信息：
在每个进程退出的时候，内核释放该进程所有的资源，包括打开的文件、占用的内存等。 但是仍然为其保留一定的信息（包括进程号 the process ID，退出状态 the termination status of the process,运行时间 the amount of CPU time taken by the process 等)。直到父进程通过 wait / waitpid 来获取时才释放。 但这样就导致了问题，如果父进程不调用 wait / waitpid 的话，那么保留的那段信息就不会释放，其进程号就会一直被占用，但是系统所能使用的进程号是有限的，如果大量的产生僵死进程，将因为没有可用的进程号而导致系统不能产生新的进程。这就是僵尸进程的危害，应当避免。
孤儿进程
孤儿进程是没有父进程的进程，孤儿进程的托管重任就落到了 init 进程身上，init 进程就好像是一个民政局，专门负责处理孤儿进程的善后工作。每当出现一个孤儿进程的时候，内核就把孤儿进程的父进程设置为 init，而 init 进程会循环地 wait()它的已经退出的子进程。这样，当一个孤儿进程凄凉地结束了其生命周期的时候，init 进程就会代表党和政府出面处理它的一切善后工作。因此孤儿进程并不会有什么危害。
进程退出过程
任何一个子进程(init 除外)在 exit()之后，并非马上就消失掉，而是留下一个称为僵尸进程(Zombie)的数据结构，等待父进程处理。 这是每个子进程在结束时都要经过的阶段。如果子进程在 exit()之后，父进程没有来得及处理，这时用 ps 命令就能看到子进程的状态是 "Z"。如果父进程能及时处理，可能用 ps 命令就来不及看到子进程的僵尸状态，但这并不等于子进程不经过僵尸状态。如果父进程在子进程结束之前退出，则子进程将由 init 接管。init 将会以父进程的身份对僵尸状态的子进程进行处理。
僵尸进程危害场景
例如有个进程，它定期的产生一个子进程，这个子进程需要做的事情很少，做完它该做的事情之后就退出了，因此这个子进程的生命周期很短。但是，父进程只管生成新的子进程，至于子进程退出之后的事情，则一概不闻不问，这样，系统运行上一段时间之后，系统中就会存在很多的僵死进程，倘若用 ps 命令查看的话，就会看到很多状态为 "Z" 的进程。 严格地来说，僵死进程并不是问题的根源，罪魁祸首是产生出大量僵死进程的那个父进程。因此，当我们寻求如何消灭系统中大量的僵死进程时，答案就是把产生大量僵死进程的那个元凶干掉（也就是通过 kill 发送 SIGTERM 或者 SIGKILL 信号）。干掉元凶进程之后，它产生的僵死进程就变成了孤儿进程，这些孤儿进程会被 init 进程接管，init 进程会 wait()这些孤儿进程，释放它们占用的系统进程表中的资源，这样，这些已经僵死的孤儿进程就能瞑目而去了。
僵尸进程解决
通过信号机制
子进程退出时向父进程发送 SIGCHILD 信号，父进程处理 SIGCHILD 信号。在信号处理函数中调用 wait 进行处理僵尸进程。测试程序如下所示：
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>
#include <signal.h>
static void sig_child(int signo);
int main()
{
pid_t pid;
//创建捕捉子进程退出信号
signal(SIGCHLD,sig_child);
pid = fork();
if (pid < 0)
{
perror("fork error:");
exit(1);
}
else if (pid == 0)
{
printf("I am child process,pid id %d.I am exiting.\n",getpid());
exit(0);
}
printf("I am father process.I will sleep two seconds\n");
//等待子进程先退出
sleep(2);
//输出进程信息
system("ps -o pid,ppid,state,tty,command");
printf("father process is exiting.\n");
return 0;
}
static void sig_child(int signo)
{
pid_t pid;
int stat;
//处理僵尸进程
while ((pid = waitpid(-1, &stat, WNOHANG)) >0)
printf("child %d terminated.\n", pid);
}
fork 两次
《Unix 环境高级编程》8.6 节说的非常详细。原理是将子进程成为孤儿进程，从而其的父进程变为 init 进程，通过 init 进程可以处理僵尸进程。测试程序如下所示：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
int main()
{
pid_t pid;
//创建第一个子进程
pid = fork();
if (pid < 0)
{
perror("fork error:");
exit(1);
}
//第一个子进程
else if (pid == 0)
{
//子进程再创建子进程
printf("I am the first child process.pid:%d\tppid:%d\n",getpid(),getppid());
pid = fork();
if (pid < 0)
{
perror("fork error:");
exit(1);
}
//第一个子进程退出
else if (pid >0)
{
printf("first procee is exited.\n");
exit(0);
}
//第二个子进程
//睡眠3s保证第一个子进程退出，这样第二个子进程的父亲就是init进程里
sleep(3);
printf("I am the second child process.pid: %d\tppid:%d\n",getpid(),getppid());
exit(0);
}
//父进程处理第一个子进程退出
if (waitpid(pid, NULL, 0) != pid)
{
perror("waitepid error:");
exit(1);
}
exit(0);
return 0;
}
参考：
