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前不久网上的一个应用 Google Puppeteer 转化成图片的服务项目炸了，每一个 docker 器皿内都有好几千个孤儿僵死进程沒有回收利用，如下图所示。

这篇文章较为长，关键就讲了下边这一些问题。

• 什么情况会发生丧尸进程、孤儿进程
• Puppeteer 工作中全过程运行的进程与网上安全事故剖析
• PID 为 1 的进程有哪些独特的地区
• 为何 node/npm 不应该做为镜像文件中 PID 为 1 的进程
• 为何 Bash 可以做为 PID 为 1 的进程，及其它做 PID 为 1 的进程有哪些缺点
• 镜像文件中较为强烈推荐的 init 进程的制作方法是啥

Puppeteer 是一个 node 库，是 Chrome 官方网给予的无页面 chrome 专用工具(headless chrome)，它保证了实际操作 Chrome API 的方法，容许开发人员在系统中运行 chrome 进程，启用 JS 的 API 完成页面加载、数据爬取、web 功能测试等作用。

本实例中采用的情景是应用 Puppeteer 载入 html，接着截屏转化成一张分销商宣传海报的图片。文章内容研究了这个问题身后的缘故，下面逐渐宣布的內容。

进程

每一个进程都有一个唯一的标志，称之为 pid，pid 是一个非负的整数金额值，应用 ps 指令可以查询，在我的 Mac 电脑实行 ps -ef 能够看见现阶段运作的全部进程，如下所示所显示。

UIDPIDPPIDCSTIMETTYTIMECMD

0100六04中午??23:09.18/sbin/launchd

03910六04下午??0:49.66/usr/sbin/syslogd

04010六04中午??0:13.00/usr/libexec/UserEventAgent(System)

在其中 PID 是表明进程号。

系统软件中每一个进程都有相匹配的父进程，上边 ps 輸出中的 PPID 就表明进程的父进程号。最高层的进程的 PID 为 1，PPID 为 0。

开启 iTerm，在终端设备中运行一个指令，例如 "ls"，事实上系统软件会建立新的 iTerm 子进程，这一 iTerm 进程又建立了 zsh 子进程。在 zsh 中键入的 ls 指令，则是 zsh 进程又运行了一个 ls 子进程。在 iTerm 中键入 ls 指令全过程的进程关联如下所示所显示。

UIDPIDPPIDCSTIMETTYTIMECMD

50132110六04中午??61:01.45/Applications/iTerm.app/Contents/MacOS/iTerm2-psn_0_81940

5019792032108:02早上ttys0390:00.07/Applications/iTerm.app/Contents/MacOS/iTerm2--serverlogin-fparthur

0979219792008:02上午ttys0390:00.03login-fparthur

501979229792108:02早上ttys0390:00.29-zsh

501983699792208:14上午ttys0390:00.00./a.out

进程与 fork

前边提及的父进程“建立”子进程，更严格的表述是 fork(卵化、衍化)。下边看来一个真实的事例，新创建一个 fork_demo.c 文档。

#include<unistd.h>

#include<stdio.h>

intmain(){

intret=fork();

if(ret){

printf("enterifblock\n");

}else{

printf("enterelseblock\n");

}

return0;

}

实行上的编码，会輸出如下所示的句子。

enterifblock

enterelseblock

能够看见 if、else 句子都强制执行了。

fork 启用

fork 是一个系统进程，它的方式申明如下所示所显示。

pid_tfork(void);

fork 启用进行后会形成一个新的子进程，且父子俩进程都从 fork 回到处执行。这儿必须注意的是 fork 的传参的含意，在父进程和新的子进程中，他们的含意不一样。

• 在父进程中 fork 的传参是创好的子进程 id
• 在构建的子进程中 fork 的传参自始至终相当于 0

因而可以根据 fork 的传参区别父子俩进程，在运转环节中可以应用 getpid 方式获得当下的进程 id。fork 典型性的应用方法以下所显示。

#include<unistd.h>

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

intmain(){

printf("beforefork,pid=%d\n",getpid());

pid_tchildPid;

switch(childPid=fork()){

case-1:{

//fork不成功

printf("forkerror,%d\n",getpid());

exit(1);

}

case0:{

//子进程编码进到到这儿

printf("inchildprocess,pid=%d\n",getpid());

break;

}

default:{

//父进程编码进到到这儿

printf("inparentprocess,pid=%d,childpid=%d\n",getpid(),childPid);

break;

}

}

return0;

}

实行里面的代码，輸出結果如下所示所示。

beforefork,pid=26070

inparentprocess,pid=26070,childpid=26071

inchildprocess,pid=26071

子进程是父进程的团本，子进程有着父进程数据信息室内空间、堆、栈的拷贝团本 ，fork 选用了 copy-on-write 技术性，fork 实际操作几乎一瞬间可以进行。仅有在子进程改动了相对的地区才会开展真实的复制。

孤儿进程：不可以同年同月同日生，也不会同年同月同日死

下面问一个问题，父进程挂掉时，子进程会挂掉吗?

想像实际中的情景，爸爸没有了，孩子还能够活吗?回答是毫无疑问的。相匹配于进程，父进程撤出时，子进程会再次运作，不容易一起同往冥府。

一个父进程早已停止的进程被称作孤儿进程(orphan process)。电脑操作系统这一大家长是非常个性化的，没人管的孤儿进程会被进程 ID 为 1 的进程接手。这一 PID 为 1 的进程后边还会继续再讲到。

下面对以前的代码稍加改动，让父进程 fork 子进程之后自尽撤出，转化成孤儿进程。代码如下所示所示。

#include<unistd.h>

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

intmain(){

printf("beforefork,pid=%d\n",getpid());

pid_tchildPid;

switch(childPid=fork()){

case-1:{

printf("forkerror,%d\n",getpid());

exit(1);

}

case0:{

printf("inchildprocess,pid=%d\n",getpid());

sleep(100000);//子进程sleep不撤出

break;

}

default:{

printf("inparentprocess,pid=%d,childpid=%d\n",getpid(),childPid);

exit(0);//父进程退出

}

}

return0;

}

编译程序运作上边的代码

gccfork_demo.c-ofork_demo;./fork_demo

輸出結果如下所示。

beforefork,pid=21629

inparentprocess,pid=21629,childpid=21630

inchildprocess,pid=21630

能够看见父进程 id 为 21629， 转化成的子进程 id 为 21630。

应用 ps 查询现阶段进程信息内容，結果如下所示所示。

UIDPIDPPIDCSTIMETTYTIMECMD

root10012月12?00:00:53/usr/lib/systemd/systemd--system--deserialize21

ya216301019:26pts/800:00:00./fork_demo

能够看见这时孤儿子进程 21630 的父 ID 早已变成了高层的 ID 为 1 的进程。

丧尸进程

父进程承担生，如果不负责养，那么就并不是一个好爸爸。子进程挂掉，假如父进程不给子进程“收尸”(启用 wait/waitpid)，那这一子进程小可怜就变成了丧尸进程。

新创建一个 make_zombie.c 文档，內容如下所示。

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

#include<unistd.h>

intmain(){

printf("pid%d\n",getpid());

intchild_pid=fork();

if(child_pid==0){

printf("-----inchildprocess:%d\n",getpid());

exit(0);

}else{

sleep(1000000);

}

return0;

}

编译程序运作上边的代码，就可以转化成一个进程号为 22538 的丧尸进程，如下所示所示。

UIDPIDPPIDCSTIMETTYTIMECMD

ya2253720759019:57pts/800:00:00./make_zombie

ya2253822537019:57pts/800:00:00[make_zombie]<defunct>

CMD 名中的 defunct 表明这是一个丧尸进程。

也应用 ps 指令查询进程的情况，表明为 "Z" 或是 "Z " 表明这是一个丧尸进程，如下所示所示。

ps-hopid,state-p22538

22538Z

子进程撤出后绝大多数資源早已被释放出来可供别的进应用，可是核心的进程表格中的槽位沒有释放出来。

丧尸进程有一个很奇妙的特点，应用 kill -9 必杀技数据信号都没有办法杀死丧尸进程，那样的设计方案利与弊各半，好的地点是父进程可以一直还有机会实行 wait/waitpid 等指令收种子进程，坏的地点是没法强制性回收利用这类丧尸进程。

PID 为 1 的进程

Linux 中核心复位之后会运行系统软件的第一个进程，PID 为 1，还可以称作 init 进程或是根(ROOT)进程。在我的 Centos 设备上，这一 init 进程是 systemd，如下所示所示。

UIDPIDPPIDCSTIMETTYTIMECMD

root10012月12?00:00:54/usr/lib/systemd/systemd--system--deserialize21

在我的 Mac 电脑，这一进程为 launchd，如下所示所示。

UIDPIDPPIDCSTIMETTYTIMECMD

0100六04中午??28:40.65/sbin/launchd

init 进程有下边这好多个作用

• 假如一个进程的父进程撤出了，那麼这一 init 进程便会接手这一遗孤进程。
• 假如一个进程的父进程未实行 wait/waitpid 就撤出了，init 进程会接管子进程并全自动启用 wait 方式，进而确保系统中的丧尸进程可以被清除。
• 传送数据信号给子进程，这一点后边会详细介绍。

为何 Node.js 不适合做 Docker 镜像文件中 PID 为 1 的进程

在 Node.js 的官方网最佳实践里有提到 "Node.js was not designed to run as PID 1 which leads to unexpected behaviour when running inside of Docker."。下面的图来源于 github.com/nodejs/dock… 。

下面会做2个试验：第一个实验是在 Centos 设备上，第二个试验是在 Docker 镜像文件中

试验一：在 Centos 上，systemd 做为 PID 为 1 的进程

下边来做一些检测，改动上边的编码，将父进程 sleep 的時间裁短为 15s，新创建一个 make_zombie.c 文档，如下所示所示。

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

#include<unistd.h>

intmain(){

printf("pid%d\n",getpid());

intchild_pid=fork();

if(child_pid==0){

printf("-----inchildprocess:%d\n",getpid());

exit(0);

}else{

sleep(15);

exit(0);

}

}

编译程序转化成可执行程序 make_zombie。

gccmake_zombie.c-omake_zombie

随后创建一个 run.js 编码，内部结构运行一个进程运作 make_zombie，如下所示所示。

const{spawn}=require('child_process');

constcmd=spawn('./make_zombie');

cmd.stdout.on('data',(data)=>{

console.log(`stdout:${data}`);

});

cmd.stderr.on('data',(data)=>{

console.error(`stderr:${data}`);

});

cmd.on('close',(code)=>{

console.log(`childprocessexitedwithcode${code}`);

});

setTimeout(function(){

console.log("...");

},1000000);

实行 node run.js 运作这一段 js 编码，应用 ps -ef 查询进程关联如下所示。

UIDPIDPPIDCSTIMETTYTIMECMD

ya1923419231012月20?00:00:00sshd:ya@pts/6

ya1923519234012月20pts/600:00:01-zsh

ya2951319235315:28pts/600:00:00noderun.js

ya2951929513015:28pts/600:00:00./make_zombie

ya2952029519015:28pts/600:00:00[make_zombie]<defunct>

过 15s 之后，再度实行 ps -ef 查看现阶段运作的进程，能够看见 make_zombie 有关进程都不见了。

UIDPIDPPIDCSTIMETTYTIMECMD

ya1923419231012月20?00:00:00sshd:ya@pts/6

ya1923519234012月20pts/600:00:01-zsh

ya2951319235315:28pts/600:00:00noderun.js

这是由于 PID 为 29519 的 make_zombie 父进程在 15s 之后撤出，丧尸子进程被代管到 init 进程，这一进程会启用 wait/waitfor 为这一丧尸收尸。

试验二：在 Docker 上，node 做为 PID 为 1 的进程

将 make_zombie 可执行程序和 run.js 装包为 .tar.gz 包，接着新创建一个 Dockerfile，內容如下所示。

#特定基本镜像文件

FROMregistry.gz.cctv.cn/library/your_node_image:your_tag

WORKDIR/

#拷贝包文档到工作目录，.代表现阶段目录，也就是工作目录

ADDtest.tar.gz.

#指定启动命令

CMD["node","run.js"]

实行 docker build 指令搭建一个镜像文件，在我的电脑上 Image ID 为 ab71925b5154， 实行 docker run ab71925b5154，运行 docker 镜像文件，应用 docker ps 寻找镜像文件 CONTAINER ID，这儿为 e37f7e3c2e39。随后应用 docker exec 进到到镜像文件终端设备

dockerexec-ite37f7e3c2e39/bin/bash

实行 ps 指令查询当下的过程情况，如下所示所显示。

UIDPIDPPIDCSTIMETTYTIMECMD

root10107:52?00:00:00noderun.js

root121007:52?00:00:00./make_zombie

root1312007:52?00:00:00[make_zombie]<defunct>

等一段时间(15s)，再度实行 ps 查询现阶段过程，如下所示所显示。

UIDPIDPPIDCSTIMETTYTIMECMD

root10007:52?00:00:00noderun.js

root131007:52?00:00:00[make_zombie]<defunct>

能够看见 PID 为 13 的僵尸进程早已代管到 PID 为 1 的 node 过程，可是并没有被回收利用。

这也是 node 不适合做 init 过程的最关键缘故：没法回收利用僵尸进程。

说到 node，这儿提一下 npm，npm 事实上是应用 npm 过程运行了一个子过程运行了 package.json 中 scripts 里写的启动脚本制作，实例 package.json 脚本制作如下所示所显示。

{

"name":"test-demo",

"version":"1.0.0",

"description":"",

"main":"index.js",

"scripts":{

"test":"echo\"Error:notestspecified\"&&exit1",

"start":"noderun.js"

},

"keywords":[],

"author":"",

"license":"ISC",

"dependencies":{

}

}

应用 npm run start 运行，获得的过程如下所示所显示。

ya1923519234012月20pts/600:00:01-zsh

ya3225219235016:32pts/600:00:00npm

ya3226232252016:32pts/600:00:00noderun.js

与 node 一样，npm 也不会解决丧尸子过程回收利用。

网上问题分析

大家网上出问题的情形下应用 npm start 来运行一个 Puppeteer 新项目，每转化成一次照片便会建立 4 个 chrome 有关的过程，如下所示所显示。

.

|

└──chrome(1)

├──gpu-process(2)

└──zygote(3)

└──renderer(4)

在图片生成过去进行时，chrome 主过程撤出，剩余的三个遗孤僵尸进程被代管到高层 npm 过程下，可是 npm 过程乏力回收利用，全部每转化成一次照片便会新增加三个僵尸进程。在许多次图片生成之后，系统软件中就充满了僵尸进程。

解决方案

为了更好地彻底解决这个问题，不可以让 node/npm 变成 init 过程，让有工作能力接手僵尸进程的服务项目变成 init 过程就可以，有两个解决方案。

• 应用 bash 运行 node 或是 npm
• 提升专业的 init 过程，例如 tini

处理方法一：应用 bash 运行 node

让 bash 变成高层过程是非常快的一种方法，bash 过程会承担回收利用僵尸进程，改动 Dockerfile，如下所示所显示。

ADDtest.tar.gz.

#CMD["npm","run","start"]

CMD["/bin/bash","-c","set-e&&npmrunstart"]

应用这类形式是非常简单，并且之战地上沒有出问题恰好是由于一开始是应用这类 bash 方法运行 node，后边有一个小兄弟为了更好地统一启动命令将这一指令改成 npm run start，问题才发生的。

但应用 bash 并不是很好的计划方案，它有一个严重的问题，bash 不容易传递信号给它运行的进程，雅致关机等作用没法完成。

下面做一个试验，认证 bash 不容易传递信号给子进程的观点，新创建一个 signal_test.c 文档，它解决 SIGQUIT、SIGTERM、SIGTERM 三个信号，內容如下所示。

#include<signal.h>

#include<stdio.h>

staticvoidsignal_handler(intsignal_no){

if(signal_no==SIGQUIT){

printf("quitsignalreceive:%d\n",signal_no);

}elseif(signal_no==SIGTERM){

printf("termsignalreceive:%d\n",signal_no);

}elseif(signal_no==SIGTERM){

printf("interruptsignalreceive:%d\n",signal_no);

}

}

intmain(){

printf("inmain\n");

signal(SIGQUIT,signal_handler);

signal(SIGINT,signal_handler);

signal(SIGTERM,signal_handler);

getchar();

}

在我 Centos 和 Mac 上运作这一 signal_test 程序流程时，推送 kill -2、-3、-15 给这一程序流程，都是会有相应的输出打印，表明收到了信号。如下所示所显示。

kill-1547120

termsignalreceive:15

kill-347120

quitsignalreceive:3

kill-247120

interruptsignalreceive:2

在 Docker 镜像文件中应用 bash 运行这一程序流程时，推送 kill 指令给 bash 之后，bash 并不会将信号传递给 signal_test 程序流程。在实行 docker stop 之后，docker 会推送 SIGTERM(15) 信号给 bash，bash 并不会将这一信号传递给运行的应用软件，只有等一段时间请求超时，docker 会推送 kill -9 强制性杀掉这一 docker 进程，没法做到雅致关机的作用。

因此有接下来的第二种解决方法。

处理方法二：应用专业的 init 进程

Node.js 给予了这两种计划方案，第一种是应用 docker 官方网的轻量 init 系统软件，如下所示所显示。

dockerrun-it--inityou_docker_image_id

这类运行方法会以 /sbin/docker-init 为 PID 为 1 的 init 进程，不容易把 Dockerfile 中 CMD 做为第一个运行进程。

以下边的 Dockerfile 內容为例子

...

CMD["./signal_test"]

...

实行 docker run -it --init image_id 运行 docker 镜像文件，这时镜像文件内的进程如下所示所显示。

UIDPIDPPIDCSTIMETTYTIMECMD

root10015:30pts/000:00:00/sbin/docker-init--/app/node-default

root61015:30pts/000:00:00./signal_test

能够看见 signal_test 程序流程做为 docker-init 的子进程运行了。

在 docker stop 指令推送 SIGTERM 信号给镜像文件之后，docker-init 进程会将这一信号转至 signal_test，这一运用进程就可以接到 SIGTERM 信号做自定的解决，例如雅致关机等。

除开 docker 的官方网计划方案，Node.js 的最佳实践还介绍了一个 tini 那样一个 C 语言表达写的很小的 init 进程，github.com/krallin/tin… 。它的编码较短，很非常值得一读，对了解信号传递、解决丧尸进程十分有协助。

总结

根据这篇文章，期待你能弄懂丧尸进程、遗孤进程、PID 为 1 的进程是啥，及其为何 node/npm 不适合做 PID 为 1 的进程，bash 做为 PID 为 1 的进程有哪些缺点。

下边留一个复习题，考考你对进程 fork 函数公式的了解。如下所示程序流程持续启用三次 fork() 调用后会造成是多少新进程?

#include<stdio.h>

#include<unistd.h>

intmain(){

printf("Hello,World!\n");

fork();

fork();

fork();

sleep(100);

return0;

}