Zombie

Zombie - (Zombie-Prozess) Prozesstabelleneintrag eines beendeten Prozesses

Beschreibung

Zombie-Prozess sind bei unixartigen Betriebssystemen ein Prozesstabelleneintrag eines beendeten Prozesses

Normaler Ablauf

Beendete Prozesse werden aus der Prozesstabelle entfernt

• sobald der Elternprozess seinen Exit-Status abfragt

Bis dahin verbleibt er dort als Zombie

• der keine weiteren Ressourcen außer dem Tabelleneintrag, der Prozess-ID und Einträgen in Nutzungs-Statistiken mehr belegt

Langlebige Zombies

Aus unten beschriebenen Gründen wird ein beendeter Prozess manchmal nicht aus der Prozesstabelle entfernt und belegt geringfügige Systemressourcen

Ein solcher, langlebiger Zombie richtet selbst keinen Schaden an

• kann aber ein Hinweis auf einen Fehler sein

Entstehung

Entstehung von Zombieprozessen

Wenn ein Prozess einen neuen Prozess startet (mittels Forking), wird der alte Elternprozess und der neue Kindprozess genannt

• Wenn der Kindprozess beendet wird, kann der Elternprozess vom Betriebssystem erfragen, auf welche Art der Kindprozess beendet wurde
• erfolgreich, mit Fehler, abgestürzt, abgebrochen etc

Um diese Abfrage zu ermöglichen, bleibt der Eintrag, nachdem der Prozess beendet wurde, in der Prozesstabelle stehen, bis der Elternprozess diese Abfrage durchführt – egal ob diese Information gebraucht wird oder nicht

• Bis dahin hat der Kindprozess den Zustand Zombie. In diesem Zustand belegt der Prozess selbst keinen Arbeitsspeicher mehr, bis auf den Eintrag in der Prozesstabelle des Kernels und verbraucht auch keine Rechenzeit, jedoch behält er seine PID, die (noch) nicht für andere Prozesse wiederverwendet werden kann

Der Kernel sendet an den Elternprozess ein spezielles Signal, nämlich SIGCHLD, sobald eines seiner Kinder beendet wird, um ihm mitzuteilen, dass er eine Statusabfrage durchführen kann, damit es endgültig verschwindet

• Die Statusabfrage darf der Elternprozess auch direkt im Handler für dieses Signal durchführen
• Führt der Elternprozess keine Statusabfrage durch, verbleibt das Kind im Zombie-Zustand in der Prozesstabelle

Prozesse

Weiterer Fall, der an und für sich unabhängig von Zombies ist, jedoch in Kombination damit auftreten kann, ist, wenn der Elternprozess beendet wird

• In diesem Fall werden alle seine Kindprozesse "verwaist" genannt
• Die Kindprozesse werden dann per Definition vom Prozess mit der PID 1 "adoptiert" und bekommen diesen als Elternprozess zugewiesen. (In der klassischen System-V-Bootfolge hat der sogenannte init-Prozess die PID 1
• Bei OS X tritt launchd an diese Stelle
• Häufig wird bei Linux-Systemen hier systemd verwendet.) Dies passiert für laufende genauso wie für Zombieprozesse, deren Eltern nicht mehr existieren

Probleme mit Zombies

Zombies stellen kein Problem dar

Zombies stellen in der Regel kein Problem für ein Betriebssystem dar

• da diese Prozesse bereits beendet wurden und nur sehr wenige Systemressourcen in Anspruch nehmen

Allerdings kann der verursachende Fehler im Elternprozess unter Umständen

Wie beispielsweise bei hoher Belastung, weit größere Folgen haben

• Eine große Anzahl von Zombies kann auch dazu führen, dass dem Kernel die freien PIDs, die er für neue Prozesse braucht, ausgehen
• Die PID-Belegung durch Zombies ist unter Umständen problematischer als deren minimaler Speicherverbrauch

Ist die Anzahl an Prozessen auf einem System limitiert

• unter anderem via maxproc in limits.conf, um beispielsweise eine Forkbomb in ihrer Auswirkung zu begrenzen

so führen zu viele Zombies dazu, dass der Kernel keine neuen Prozesse mehr erzeugt

Behandlung

Behandlung von Zombieprozessen

Obwohl Zombieprozesse in der Regel keine Gefahr für das System darstellen, können sie dennoch manuell gelöscht werden – oder auch automatisiert vom System

Automatisiertes Löschen

Der init-Prozess hat unter anderem die Aufgabe, den Beendigungszustand aller seiner Kinder abzufragen, sobald diese beendet – also in den Zombie-Zustand überführt – werden

• Damit sorgt er dafür, dass keine überflüssigen Zombies im System vorhanden sind
• Laufende Prozesse, die vom init-Prozess adoptiert werden, werden dadurch nicht beeinträchtigt
• Hier wartet der init-Prozess einfach, bis sie fertig sind, und fragt anschließend deren Status ab

Alternativ kann man dem Elternprozess des Zombies laut PPID-Angabe in der Prozesstabelle, zum Beispiel von

ps axo stat,pid,comm,ppid | grep '^Z'

manuell das Signal SIGCHLD senden, auf der Kommandozeile etwa mittels

kill -CHLD <PID des Elternprozesses>

Reagiert der Elternprozess darauf nicht, so kann man den Elternprozess beenden, damit das Zombie-Kind vom init-Prozess adoptiert und sofort danach durch Abfrage seines Zustands endgültig gelöscht wird

Linux-Kernel

Besonderheit im Linux-Kernel

Der Linux-Kernel bietet für Prozesse, die nicht am Status ihrer Kinder interessiert sind, eine einfache – allerdings nicht standardisierte – Methode, Zombies loszuwerden

• Gibt ein Prozess explizit an, dass er SIGCHLD ignorieren will (im Gegensatz zum Ignorieren per Default, wenn kein Handler angegeben ist), so löscht Linux die Zombies automatisch, ohne auf eine Statusabfrage zu warten

Programmierfehler

Programmierfehler beseitigen

Wenn ein Prozess seine Kinder oftmals "vergisst" und zu Zombies werden lässt, besonders wenn er auch auf ein manuelles SIGCHLD nicht reagiert, ist das meistens ein Hinweis auf einen Bug in diesem Programm

• Aus oben genannten Gründen sollten diese Fehler im Programm beseitigt werden, um das System durch die entstehenden Zombies nicht zu beeinträchtigen

Anhang

Links

Weblinks

1. https://de.wikipedia.org/wiki/Zombie-Prozess