僵屍進程（Zombie Process）是已終止但尚未被父進程回收的進程殘留結構，大量堆積會耗盡 PID 資源導致無法建立新進程。

產生機制

1. 子進程呼叫 exit() 結束，釋放記憶體、檔案描述符等資源
2. 核心保留極少量資訊（PID、退出碼、CPU 時間等）於 task_struct，進入 EXIT_ZOMBIE 狀態
3. 父進程需呼叫 wait()/waitpid() 讀取退出碼，核心才釋放結構
4. 若父進程忽略或未處理 SIGCHLD，子進程將長期滯留為僵屍

危害評估

• 佔用有限 PID 池（預設 32768，可調 /proc/sys/kernel/pid_max）
• 無法建立新進程，服務啟動失敗、Cron 作業失效
• 佔用極少記憶體，但 ps/top 顯示 Z 狀態干擾監控

查詢與確認

ps aux | awk '$8 ~ /Z/ {print $2, $11}'   # 列出僵屍 PID 與命令
ps -eo pid,ppid,stat,cmd | grep '^.* Z'
cat /proc/<PID>/status | grep State       # 確認 Z (zombie)

四大解決策略

1. 父進程主動回收（標準做法）

// 阻塞等待任一子進程
pid_t pid = wait(&status);

// 非阻塞輪詢
while ((pid = waitpid(-1, &status, WNOHANG)) > 0) { /* 處理 */ }

2. 信號處理函數非同步回收

void sigchld_handler(int sig) {
    int saved_errno = errno;
    while (waitpid(-1, NULL, WNOHANG) > 0);
    errno = saved_errno;
}
signal(SIGCHLD, sigchld_handler);  // 或 sigaction 更安全

3. 明確忽略 SIGCHLD 讓核心自動回收

signal(SIGCHLD, SIG_IGN);  // Linux 核心 2.6+ 支援
// 或更嚴謹的 SA_NOCLDWAIT
struct sigaction sa = { .sa_handler = SIG_IGN, .sa_flags = SA_NOCLDWAIT };
sigaction(SIGCHLD, &sa, NULL);

4. Double-fork 技術（Daemon 常用）

pid_t pid = fork();
if (pid == 0) {          // 子進程
    pid_t pid2 = fork();
    if (pid2 == 0) {     // 孫進程執行實際工作
        do_work();
        exit(0);
    }
    exit(0);             // 子進程立即結束
}
waitpid(pid, NULL, 0);   // 父進程回收子進程
// 孫進程成為孤兒，由 init (PID 1) 收養並自動回收

緊急清理既有僵屍

• 重啟父進程（服務重啟）
• 若父進程為 init（PID 1），核心會定期自動清理
• 無法重啟父進程時，僅能等待系統重啟或核心升級

預防勝於治療：編寫網路服務、多進程應用時，務必正確處理 SIGCHLD 或採用 Double-fork，從架構層面杜絕僵屍產生。