基本定义

僵尸进程（Zombie Process）

• 子进程已经终止，但其进程描述符（PCB）仍然保留在系统中
• 已完成执行但父进程尚未调用wait()或waitpid()回收其退出状态
• 占用进程表项，但不占用内存和CPU资源
• 进程状态标记为Z（Zombie）

孤儿进程（Orphan Process）

• 父进程先于子进程终止，子进程成为孤儿进程
• 孤儿进程会被init进程（PID=1）或systemd收养
• 由init进程负责回收其退出状态
• 孤儿进程是正常的进程，能正常运行

核心问题分析

生产者-消费者问题是操作系统中典型的同步问题，主要涉及共享内存的并发访问和资源分配。当生产者和消费者使用同一块内存（共享缓冲区）时，主要面临以下问题：

1. 竞态条件（Race Condition）：多个进程/线程同时访问共享内存，导致数据不一致
2. 缓冲区溢出：生产者生产速度快于消费者消费速度
3. 缓冲区空：消费者消费速度快于生产者生产速度
4. 死锁：不当的同步机制可能导致进程/线程永久阻塞

概述

进程间通信（IPC，Inter-Process Communication）是指不同进程之间交换数据的机制。由于进程拥有独立的地址空间，无法直接访问彼此的内存，因此需要通过操作系统提供的机制进行通信。

主要通讯方式

1. 管道（Pipe）

定义

• 半双工通信机制（单向通信）
• 只能用于父子进程或兄弟进程间的通信
• 数据被当作字节流处理

特点

• 半双工：只支持单向通信
• 内存中：数据存储在内核缓冲区中
• 基于字节流：没有消息边界
• 容量有限：通常为 64KB 或 4KB（取决于系统）
• 亲缘关系：只能用于有亲缘关系的进程