Процесс-зомби (zombie process) — дочерний процесс в Unix-системе, завершивший своё выполнение, но ещё присутствующий в списке процессов операционной системы, чтобы дать родительскому процессу считать код завершения. Обычно, когда процесс завершает выполнение и работу, операционная система собирает статус завершения дочернего процесса с помощью системных вызовов wait() или waitpid(), выполненные родительским процессом. Если родительский процесс не вызывает эти функции вовремя, информация о состоянии дочернего процесса не может быть удалена из ядра, что приводит к тому, что процесс остается в состоянии "зомби". Попытка удалить зомби-процесс с помощью kill -9 неэффективна, поскольку он не занимает ресурсов CPU или памяти, а лишь сохраняет номер процесса (PID) и небольшое количество информации о состоянии.

Однако, если зомби-процессов становится слишком много, это может исчерпать ресурсы идентификаторов процессов, что помешает созданию новых процессов и негативно скажется на стабильности системы.

Причина появления процесс-зомби

Наиболее распространенная причина возникновения зомби-процесса:

Родительский процесс не успевает обработать информацию о завершении дочернего процесса, что приводит к его переходу в "зомби-состояние".

В этой статье будет рассмотрен пример на основе PostgreSQL.

Решение для состояния "t"

Когда главный процесс PostgreSQL находится в состоянии "t" (отслеживается и остановлен), можно использовать отладчик gdb, чтобы удержать его. Если в этот момент убить дочерний процесс, он станет зомби-процессом.

Клиентские процессы, которые находятся в состоянии записи, также будут продолжать работу, в результате чего файлы WAL (Write Ahead Log) будут расти. В это время основное состояние процесса находится в состоянии “t”.

Чтобы восстановить нормальное состояние PostgreSQL, можно использовать команду:

ps -ef | grep 1797  # Для проверки процесса PostgreSQL
kill <PID>          # Для завершения процесса

После этого дочерние процессы будут перезапущены, а состояние главного процесса вернется в "S".

Решение для состояния "t"

Состояние "t" указывает, что процесс остановлен. Чтобы исправить это, можно выполнить следующие действия:

Использовать kill -19 <PID>, чтобы остановить главный процесс.
Затем завершить все дочерние процессы с помощью kill -9.

При этом состояние родительского процесса станет "t", и он не сможет обрабатывать сообщения о завершении дочернего процесса. Чтобы возобновить работу родительского процесса, можно отправить команду продолжения: kill -18 <PID>

Это позволит родительскому процессу снова начать обработку сигналов.

Когда процесс завершен, но родительский процесс еще не обработал его статус завершения, он становится зомби-процессом.

Важно отметить, что в вышеупомянутых состояниях дочерние процессы также могут находиться в состоянии "Z". Если состояние родительского процесса нормальное, но дочерний процесс "Z", то причины возникновения зомби-процесса становятся трудно отслеживаемыми.

Симуляция зомби-процесса

Для симуляции процесса, при котором родительский процесс не обрабатывает информацию о завершении дочернего процесса, можно создать скрипт zombie_process.py со следующим содержимым:

import os
import time

def create_zombie():
    pid = os.fork()  # Создаем дочерний процесс
    if pid > 0:
        # Родительский процесс: не обрабатывает завершение дочернего процесса
        print(f"Родительский процесс PID: {os.getpid()}")
        print(f"Дочерний процесс PID: {pid}")
        print("Дочерний процесс становится зомби (родитель не собирает статус).")
        time.sleep(60)  # Родительский процесс спит, чтобы сохранить дочерний процесс в состоянии зомби
    elif pid == 0:
        # Дочерний процесс
        print(f"Дочерний процесс PID: {os.getpid()} завершен")
        os._exit(0)  # Завершаем дочерний процесс

if __name__ == "__main__":
    create_zombie()

Запустите этот скрипт с помощью:

python3 zombie_process.py

В результате дочерний процесс будет находиться в состоянии "Z", а родительский процесс будет в нормальном состоянии. Чтобы избавиться от зомби-процесса, можно убить родительский процесс, чтобы управление перешло к системному процессу systemd, который обработает статус завершения зомби-процесса.

Обработка зомби-процессов в PostgreSQL: что делать?