python处理僵尸进程

当你使用ps -ef 查看系统进程时，如果发现了带有defunct字样的进程信息时，恭喜你，你成功的制造了僵尸进程。僵尸进程产生的原因是，子进程已经退出了，但是父进程还在运行，可是父进程并没有对子进程进行回收，这就导致子进程一直存在，对资源是一种浪费，如果僵尸进程过多，系统性能会下降。在python项目里，如果不能正确的使用subprocess模块的Popen类，就很容易产生僵尸进程。

1. 什么情况下产生僵尸进程？

1.1 父进程先退出

父进程先退出，子进程还在运行，这时，子进程被init收养，当子进程结束后，init负责对子进程的资源进行回收，这种情况下，不会产生僵尸进程

1.2 子进程先退出，父进程进行wait(）操作

父进程在启动子进程后，执行wait()，子进程退出后，这个wait()操作就负责回收子进程，这样也不会产生僵尸进程。但这样做有个致命的问题，wait是阻塞的，如果进行wait，主进程就什么都做不了。

1.3 子进程先退出，父进程不进行wait()操作

这种情况，百分百会产生僵尸进程，直到父进程退出，僵尸进程由init收养，init负责执行wait()处理。

2. 如何避免产生僵尸进程

2.1 fork两次

第一次fork，父进程wait 子进程
第二次fork，子进程产生孙子进程后退出，由父进程回收
孙子进程刚产生，它的父亲就退出了，成了孤儿进程，由init收养

这样，通过两次fork，就避免了僵尸进程的产生

2.2 使用signal(SIGCHLD, SIG_IGN)

子进程在退出时，会向父进程发送SIGCHLD信号，SIG_IGN 是忽略的意思，在python代码里加入这样一段

import signal

signal.signal(signal.SIGCHLD, signal.SIG_IGN)

这段代码通知内核，自己对子进程的退出不关心，让内核来回收，这个方法看起来十分简单，但是并不是在所有系统上都有效，在mac和linux系统下，这种方法是可行的，其他的系统我没有试验，强调一点，在docker环境下，init进程其实是docker主程序的进程，因此在docker里，即便是linux系统这种方法也不行。

2.3 在signal handler中调用 waitpid

为SIGCHLD信号注册一个处理方法，当子进程退出后，使用waitpid来处理子进程的退出，如此处理，父进程不会发生阻塞

test.py

import errno
import time
import sys
import os
import signal
from subprocess import Popen

def wait_child(signum, frame):
    try:
        while True:
            childpid, status = os.waitpid(-1, os.WNOHANG)
            if childpid == 0:
                print('没有立即可用的子进程')
                break
            exitcode = status >> 8
            print('子进程 %s 退出,状态码是 exitcode %s' % childpid, exitcode)
    except OSError as e:
        if e.errno == errno.ECHILD:
            print("没有需要等待wait的子进程")
        else:
            raise

signal.signal(signal.SIGCHLD, wait_child)
Popen([sys.executable, './app.py'])

for i in range(10):
    time.sleep(5)

app.py

import time

for i in range(3):
    print(i)
    time.sleep(5)

执行test.py 脚本后，会通过子进程执行app.py， app.py会先结束，结束时会发送signal.SIGCHLD给父进程test.py，在test.py中对信号进行处理。这里对os.waitpid(-1, os.WNOHANG) 进行解释

-1 表示任意子进程
os.WNOHANG 表示如果没有需要wait的子进程，则waitpid方法立即返回