給程序設定殭屍狀態的目的是維護子程序的資訊，以便父程序在以後某個時間獲取。這些資訊包括子程序的程序ID、終止狀態以及資源利用資訊(CPU時間，記憶體使用量等等)。如果一個程序終止，而該程序有子程序處於殭屍狀態，那麼它的所有殭屍子程序的父程序ID將被重置為1（init程序）。繼承這些子程序的init程序將清理它們(init程序將wait它們，從而去除殭屍狀態)。

        但通常情況下，我們是不願意留存殭屍程序的，它們佔用核心中的空間，最終可能導致我們耗盡程序資源。那麼為什麼會產生殭屍程序以及如何避免產生殭屍程序呢？下邊我將從這兩個方面進行分析。

    殭屍程序的原因

        我們知道，要在當前程序中生成一個子程序，一般需要呼叫fork這個系統呼叫，fork這個函式的特別之處在於一次呼叫，兩次返回，一次返回到父程序中，一次返回到子程序中，我們可以通過返回值來判斷其返回點：

pid_t child = fork();
if( child < 0  ) {     //fork error.
    perror("fork process fail.\n");
} else if( child ==0  ) {   // in child process
    printf(" fork succ, this run in child process\n 
 
");
} else {                        // in parent process
    printf(" this run in parent process\n ");
}

        如果子程序先於父程序退出， 同時父程序又沒有呼叫wait/waitpid，則該子程序將成為殭屍程序。通過ps命令，我們可以看到該程序的狀態為Z(表示僵死)，如圖1所示：

                                                   (圖1)

    備註: 有些unix系統在ps命令輸出的COMMAND欄以<defunct>指明殭屍程序。

        程式碼如下：

if( child == -1 ) { //error
    perror("\nfork child error.");
    exit(0);
} else if(child == 0){
   cout << "\nIm in child process:" <<  getpid() << endl;
   exit(0);
} else {
   cout << "\nIm in parent process."  << endl;
   sleep(600);
}

        讓父程序休眠600s, 然後子程序先退出，我們就可以看到先退出的子程序成為殭屍程序了（程序狀態為Z）

   避免產生殭屍程序

        我們知道了殭屍程序產生的原因，下邊我們看看如何避免產生殭屍程序。

        一般，為了防止產生殭屍程序，在fork子程序之後我們都要wait它們；同時，當子程序退出的時候，核心都會給父程序一個SIGCHLD訊號，所以我們可以建立一個捕獲SIGCHLD訊號的訊號處理函式，在函式體中呼叫wait（或waitpid），就可以清理退出的子程序以達到防止殭屍程序的目的。如下程式碼所示：

void sig_chld( int signo ) {
    pid_t pid;
    int stat;
    pid = wait(&stat);    
    printf( "child %d exit\n", pid );
    return;
}

int main() {
    signal(SIGCHLD,  &sig_chld);
}

        現在main函式中給SIGCHLD訊號註冊一個訊號處理函式（sig_chld），然後在子程序退出的時候，核心遞交一個SIGCHLD的時候就會被主程序捕獲而進入訊號處理函式sig_chld，然後再在sig_chld中呼叫wait，就可以清理退出的子程序。這樣退出的子程序就不會成為殭屍程序。

        然後，即便我們捕獲SIGCHLD訊號並且呼叫wait來清理退出的程序，仍然不能徹底避免產生殭屍程序；我們來看一種特殊的情況：

        我們假設有一個client/server的程式，對於每一個連線過來的client，server都啟動一個新的程序去處理來自這個client的請求。然後我們有一個client程序，在這個程序內，發起了多個到server的請求（假設5個），則server會fork 5個子程序來讀取client輸入並處理（同時，當客戶端關閉套接字的時候，每個子程序都退出）；當我們終止這個client程序的時候 ，核心將自動關閉所有由這個client程序開啟的套接字，那麼由這個client程序發起的5個連線基本在同一時刻終止。這就引發了5個FIN，每個連線一個。server端接受到這5個FIN的時候，5個子程序基本在同一時刻終止。這就又導致差不多在同一時刻遞交5個SIGCHLD訊號給父程序，如圖2所示：

                           （圖2）

        正是這種同一訊號多個例項的遞交造成了我們即將檢視的問題。

        我們首先執行伺服器程式，然後執行客戶端程式，運用ps命令看以看到伺服器fork了5個子程序，如圖3：

                                   （圖3）

        然後我們Ctrl+C終止客戶端程序，在我機器上邊測試，可以看到訊號處理函式運行了3次，還剩下2個殭屍程序，如圖4：

                                  （圖4）

       通過上邊這個實驗我們可以看出，建立訊號處理函式並在其中呼叫wait並不足以防止出現殭屍程序，其原因在於：所有5個訊號都在訊號處理函式執行之前產生，而訊號處理函式只執行一次，因為Unix訊號一般是不排隊的(我的這篇部落格中有提到http://www.cnblogs.com/yuxingfirst/p/3160697.html)。 更為嚴重的是，本問題是不確定的，依賴於客戶FIN到達伺服器主機的時機，訊號處理函式執行的次數並不確定。

       正確的解決辦法是呼叫waitpid而不是wait，這個辦法的方法為：訊號處理函式中，在一個迴圈內呼叫waitpid，以獲取所有已終止子程序的狀態。我們必須指定WNOHANG選項，他告知waitpid在有尚未終止的子程序在執行時不要阻塞。（我們不能在迴圈內呼叫wait，因為沒有辦法防止wait在尚有未終止的子程序在執行時阻塞，wait將會阻塞到現有的子程序中第一個終止為止），下邊的程式分別給出了這兩種處理辦法(func_wait, func_waitpid)。

//server.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <errno.h>
#include <error.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h>

typedef void sigfunc(int);

void func_wait(int signo) {
    pid_t pid;
    int stat;
    pid = wait(&stat);    
    printf( "child %d exit\n", pid );
    return;
}
void func_waitpid(int signo) {
    pid_t pid;
    int stat;
    while( (pid = waitpid(-1, &stat, WNOHANG)) > 0 ) {
        printf( "child %d exit\n", pid );
    }
    return;
}

sigfunc* signal( int signo, sigfunc *func ) {
    struct sigaction act, oact;
    act.sa_handler = func;
    sigemptyset(&act.sa_mask);
    act.sa_flags = 0;
    if ( signo == SIGALRM ) {
#ifdef            SA_INTERRUPT
        act.sa_flags |= SA_INTERRUPT;    /* SunOS 4.x */
#endif
    } else {
#ifdef           SA_RESTART
        act.sa_flags |= SA_RESTART;    /* SVR4, 4.4BSD */
#endif
    }
    if ( sigaction(signo, &act, &oact) < 0 ) {
        return SIG_ERR;
    }
    return oact.sa_handler;
} 


void str_echo( int cfd ) {
    ssize_t n;
    char buf[1024];
again:
    memset(buf, 0, sizeof(buf));
    while( (n = read(cfd, buf, 1024)) > 0 ) {
        write(cfd, buf, n); 
    }
    if( n <0 && errno == EINTR ) {
        goto again; 
    } else {
        printf("str_echo: read error\n");
    }
}

int main() {

    signal(SIGCHLD, &func_waitpid);    

    int s, c;
    pid_t child;
    if( (s = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0 ) {
        int e = errno; 
        perror("create socket fail.\n");
        exit(0);
    }
    
    struct sockaddr_in server_addr, child_addr; 
    bzero(&server_addr, sizeof(server_addr));
    server_addr.sin_family = AF_INET;
    server_addr.sin_port = htons(9998);
    server_addr.sin_addr.s_addr = htonl(INADDR_ANY);

    if( bind(s, (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0 ) {
        int e = errno; 
        perror("bind address fail.\n");
        exit(0);
    }
    
    if( listen(s, 1024) < 0 ) {
        int e = errno; 
        perror("listen fail.\n");
        exit(0);
    }
    while(1) {
        socklen_t chilen = sizeof(child_addr); 
        if ( (c = accept(s, (struct sockaddr *)&child_addr, &chilen)) < 0 ) {
            perror("listen fail.");
            exit(0);
        }

        if( (child = fork()) == 0 ) {
            close(s); 
            str_echo(c);
            exit(0);
        }
        close(c);
    }
}

//client.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/socket.h>
#include <errno.h>
#include <error.h>
#include <netinet/in.h>
#include <netinet/ip.h>
#include <arpa/inet.h>
#include <string.h>
#include <signal.h>

void str_cli(FILE *fp, int sfd ) {
    char sendline[1024], recvline[2014];
    memset(recvline, 0, sizeof(sendline));
    memset(sendline, 0, sizeof(recvline));
    while( fgets(sendline, 1024, fp) != NULL ) {
        write(sfd, sendline, strlen(sendline)); 
        if( read(sfd, recvline, 1024) == 0 ) {
            printf("server term prematurely.\n"); 
        }
        fputs(recvline, stdout);
        memset(recvline, 0, sizeof(sendline));
        memset(sendline, 0, sizeof(recvline));
    }
}

int main() {
    int s[5]; 
    for (int i=0; i<5; i++) {
        if( (s[i] = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, 0)) < 0 ) {
            int e = errno; 
            perror("create socket fail.\n");
            exit(0);
        }
    }

    for (int i=0; i<5; i++) {
        struct sockaddr_in server_addr, child_addr; 
        bzero(&server_addr, sizeof(server_addr));
        server_addr.sin_family = AF_INET;
        server_addr.sin_port = htons(9998);
        inet_pton(AF_INET, "127.0.0.1", &server_addr.sin_addr);
        if( connect(s[i], (struct sockaddr *)&server_addr, sizeof(server_addr)) < 0 ) {
            perror("connect fail."); 
            exit(0);
        }
    }

    sleep(10);
    str_cli(stdin, s[0]);
    exit(0);
}