How to kill zombie processes in Linux

This article mainly introduces Linux zombie processes and methods to clean up zombie processes.

1. What is a zombie process?

Linux中的僵尸进程（Zombie processes）有时也被称为失效或死亡进程。

它们是已执行完毕的进程，但其条目并未从进程表中删除。

1.1 进程状态

Linux 会维护一个进程表，其中包含所有正在运行的进程及其状态。

下面简要介绍一下各种进程状态： 

（1）Running (R): 表示这些进程目前正在运行或可运行，用字母 R 表示。需要说明：进程是 R 状态，不代表正在运行，代表可被调度。换句话说，进程只有是 R 状态才可被调度，其他状态要先转为 R 状态，才能被 OS 调度；

（2）Waiting (S/D): 表示这些进程正在等待事件完成或某种资源就绪，用字母 S/D 表示，等待可以是可中断休眠 S(interruptible sleep) 或不中断休眠 D (uninterruptible sleep)；

（3）Stopped (T):  可以通过发送 SIGSTOP 信号给进程来停止（T）进程。这个被暂停的进程可以通过发送 SIGCONT 信号让进程继续运行。

（4）Zombie (Z): 一个比较特殊的状态。当子进程退出并且父进程没有读取到子进程退出的返回代码时，就会产生僵死(尸)进程。僵死进程会以终止状态保持在进程表中，并且会一直在等待父进程读取退出状态代码。所以，只要子进程退出，父进程还在运行，但父进程没有读取子进程状态，子进程进入 Z 状态。

1.2 僵尸进程是如何产生的？

当一个进程完成其工作时，Linux 内核会通过发送 SIGCHLD 信号通知其父进程。然后，父进程执行 wait() 系统调用，读取子进程的状态并读取其退出代码。这会清除进程表中子进程条目，从而结束进程。

但是，如果父进程没有在创建子进程时执行 wait() 系统调用，就不会进行适当的清理。在这种情况下，父进程无法监控子进程的状态变化，最终会忽略 SIGCHLD 信号。这将导致已完成进程的僵尸状态留在进程表中，从而使其作为僵尸进程出现在进程列表中。

另一种情况是，父进程无法处理或接收来自子进程的 SIGCHLD 信号，这种情况也会导致僵尸的产生。

1.3 搜索僵尸进程

使用 ps 命令来检索僵尸进程列表：

ps ux
USER PID %CPU %MEMVSZ RSS TTYSTAT START TIME COMMAND
shubh90.00.0169162760 tty1 SDec19 0:00 /bin/bash --login
shubh1080.00.00 0 tty1 Z16:25 0:00 [zombie] <defunct> 
shubh1090.00.0173841928 tty2 R16:25 0:00 ps ux

从输出中可以看出，STAT 列中的 Z 即为僵尸进程状态，或者使用 awk 命令根据 Z 进程状态进一步过滤输出：

ps ux | awk '{if($8=="Z") print}'
shubh 1080.00.00 0 tty1 Z16:25 0:00 [zombie] <defunct>

另一种方法是使用 top 命令：

top
Tasks: 8 total, 1 running, 6 sleeping, 0 stopped, 1 zombie
%Cpu(s):0.7 us,1.6 sy,0.0 ni, 96.5 id,0.0 wa,1.2 hi,0.0 si,0.0 st
KiB Mem :8269412 total,3161228 free,4878832 used, 229352 buff/cache
KiB Swap: 15483260 total, 14830144 free, 653116 used.3256848 avail Mem

PID USERPRNIVIRTRESSHR S%CPU %MEM TIME+ COMMAND
1 root20 08936192148 S 0.00.0 0:00.17 init
8 root20 08936 96 56 S 0.00.0 0:00.00 init
9 shubh 20 0 16916 2748 2640 S 0.00.0 0:00.43 bash
 76 root20 08936224184 S 0.00.0 0:00.00 init
 77 shubh 20 0 16784 3432 3332 S 0.00.0 0:00.35 bash
161 shubh 20 0 000 Z 0.00.0 0:00.00 zombie
162 shubh 20 0 17624 2084 1508 R 0.00.0 0:00.00 top

top 除了输出其他详细信息外，还可以在输出顶部的摘要中看到僵尸进程的数量。

2、清理僵尸进程

我们无法真正杀死僵尸进程，因为本身它已经结束了。但是，可以使用一些方法来清理僵尸进程。

2.1 使用 SIGCHLD 信号

可以手动向僵尸进程的父进程发送 SIGCHLD 信号。这样，父进程就会主动触发 wait()系统调用，从而从进程表中清除已失效的子进程。

找到僵尸进程的父进程 PID： 

ps -A -ostat,pid,ppid | grep -e '[zZ]'
Z108 103

这里 108 表示僵尸进程 PID，103 表示其父进程 PID，接下来，可以使用 kill 命令向父进程发送 SIGCHLD 信号：

kill -s SIGCHLD 103

不过，并不能保证向父进程发送 SIGCHLD 信号就能杀死僵尸进程。只有在父进程可以处理 SIGCHLD 信号的情况下，它才会起作用。

2.2 kill 父过程

如果上一节的方法无法清除失效进程，就需要考虑杀死其父进程：

kill -9 103

但是，杀死父进程会影响其所有子进程。因此，应该格外谨慎，在杀死父进程之前必须确定其影响。

如果存在大量僵尸进程，或者僵尸进程的父进程是 init 进程（pid=1），可以考虑重启系统来清除失效进程。

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