专栏首页技术栈大杂烩Linux: 关于 SIGCHLD 的更多细节

Linux: 关于 SIGCHLD 的更多细节

僵尸进程

何为僵尸进程?

一个进程使用fork创建子进程,如果子进程退出,而父进程并没有调用 wait 或 waitpid 获取子进程的状态信息,那么子进程的进程描述符仍然保存在系统中。这种进程称之为僵尸进程

成为僵尸进程的因素
  1. 子进程 先于 父进程退出;
  2. 子进程的状态信息,没有被父进程回收;

那么问题来了,子进程退出了,父进程怎么知道呢?

对该机制有稍微了解的话,不难得知一个关键因素:SIGCHLD。正是这个SIGCHLD起到了通知的作用,所以后面的处理也是基于它而实现。

僵尸进程处理方案
  1. 父进程捕获 SIGCHLD 信号,则显示调用 waitwaitpid
  2. 父进程直接忽略该信号。signal(SIGCHLD, SIG_IGN),这样子进程直接会退出。 需要注意的是,虽然进程对于 `SIGCHLD`的默认动作是忽略,但是还是显示写出来,才能有效;
  3. 把父进程杀了,子进程直接过继给 init,由 init伺候着。 不用担心 init会挂着一堆僵尸, init本身的设计就有专门回收的处理,所以有多少回收多少;

SIGCHLD 还能干嘛

刚才我们在处理到父子进程相关的问题时,多多少少接触到SIGCHLD, 那么,只有在回收子进程的时候才需要用到么?感觉好浪费不是么?

别担心 ~ 这个作用肯定是不止这样的!

其实对于SIGCHLD,我们一般的理解是,子进程退出发送的信号,但其实不是的,这个信号代表的含义是:

子进程状态变更了,例如停止、继续、退出等,都会发送这个信号通知父进程。而父进程就能通过 wait/waitpid 来获悉这些状态了。

看起来有点意思,我们仿佛能借此做些有趣的事情了。

wait / waitpid 相关知识
#include <sys/wait.h>
pid_t wait(int * statloc);
pid_t waitpid(pid_t pid,int *statloc,int options);

wait相对来说会常用点,因为不需要指定 pid,而waitpid就在一些需要指定特定pid时才会比较常见,那么它们之间的关系就真的是只是这样么?

其实wait是对waitpid的封装,专门用来回收子进程退出的信息,同样的,它简单粗暴的设置成了堵塞方式,如果没有任何子进程退出,那么就堵塞住。

waitpid功能非常强大,pidoptions都提供了非常灵活的用法:

    pid:
         < -1: 取该 pid 的绝对值,如果任何子进程的进程组ID等于该值,则该进程组的任一子进程中的进程状态发生变化,都会触发`waitpid`的回调;
        == -1: 监听范围扩大到任意子进程,也就是 wait(status);
        ==  0: 监听进程组ID和父进程一样的子进程;
         >  0: 监听该pid的子进程;

    options:
        WNOHANG: 调用时,指定的 pid 仍未结束运行,则 wait 立即返回 0;
        WUNTRACED: 当子进程被暂停时,则立即返回子进程的 pid;
        WCONTINUED: 当被暂停的子进程,又被信号恢复时,则立即返回子进程的pid;

而下面这些宏,将搭配status一起使用:

WIFEXITED(status): 当子进程调用 exit、_exit或者正常从 main 返回等正常结束时,返回 true 
    --> WEXITSTATUS(status): 获取上面的 exit_code
        
WIFSIGNALED(status): 当子进程被信号杀死时,返回 true;
    --> WTERMSIG(status): 获取信号的值(int)

WIFSTOPPED(status): 当自己弄成被信号暂停执行时,返回 true;
    --> WSTOPSIG(status): 获取该信号的值

WIFCONTINUED(status): 子进程接收到SIGCONT信号继续执行时,返回 true
最小实践

我们来个最小的 demo 来说明上面的怎么用:

#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<signal.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/wait.h>
#include<unistd.h>
int main(){
    int pid;
    if((pid = fork()) == 0){
        while(1){
            printf("Child: %d\n", getpid());
            sleep(1);
        }
    }
    else{
        int status;
        pid_t w;
        while(1){
            // 希望堵塞,所以没用 WNOHANG
            w = waitpid(pid, &status,WCONTINUED | WUNTRACED);
            if(WIFEXITED(status)){
                printf("子进程正常退出,状态码: %d\n", WEXITSTATUS(status));
                exit(0);
            } else if(WIFSIGNALED(status)){
                printf("子进程被信号杀死了! 信号值: %d\n", WTERMSIG(status));
                exit(0);
            } else if(WIFSTOPPED(status)){
                printf("子进程被信号暂停了! 信号值: %d\n", WSTOPSIG(status));
            } else if(WIFCONTINUED(status)){
                printf("子进程又恢复继续运行了\n");
            }
        }
    }
}

终端输出:

Child: 10848
Child: 10848                    # 子进程的 pid

子进程被信号暂停了!信号值:21       # kill -SIGTTIN 10848
子进程又恢复继续运行了                # kill -SIGTTIN 10848
...
子进程被信号暂停了! 信号值: 19      # kill -SIGSTOP 10848
子进程又恢复继续运行了                # kill -SIGTTIN 10848   
...
子进程被信号杀死了! 信号值: 15      # kill -SIGTERM 10848    

如果自己在子进程上面加个退出,就会打印:正常退出了   

结语

在上面的实验中,我们已经发现通过SIGCHLD除了用来回收子进程,还能获悉子进程的状态!

在操作系统上,也有很多利用这个在工作的,例如:后台进程,如果向标准输入读取内容时,是会被暂停的

为什么呢?

因为后台进程,是和终端断开连接的,当它从标准输入读取内容时,终端的驱动程序会发现这个操作,会发一个 SIGTTIN 给后台进程,让其暂停,并且通知用户,只有用户通过 fg 命令将其转换成 前台进程时,才能继续工作

正是有这样的一套机制,所以我们也能做出很多比较实在的东西了~

欢迎各位大神指点交流, QQ讨论群: 258498217

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

  • Python: C扩展初体验

    使用 Python 毋庸置疑减少了很多规则约束和开发成本,让我们能够更加专注于逻辑而非语法。但是得此失彼,开发效率提高了,却带来了运行性能的问题,所以就常常被其...

    Lin_R
  • Python: Windows下用multiprocessing的深坑

    上述代码不复杂, 肉眼就能猜出八九分: 父进程来执行了首尾的两个print, 而子进程则只执行run_proc ,

    Lin_R
  • LINUX: 在不重启各自socket程序情况下, 断开ESTAB的TCP链接

    上面的意思就是, server端在5555端口监听, 而client 通过 6666 端口去连接

    Lin_R
  • Linux僵尸进程

    版权声明:本文为博主原创文章,转载请注明博客地址: https://blog.csdn.ne...

    zy010101
  • 1.进程管理

    11、对进程的描述错误的是( d) A.进程是动态的概念 B.进程执行需要处理机 C.进程是有生命期的 D.进程是指令的集合

    见贤思齊
  • Linux笔记(10)| 进程概述

    父进程返回正整数,子进程返回0,在执行fork函数之前,操作系统只有一个进程,fork函数之前的,代码只会被执行一次,在执行fork函数之后,操作系统有两个几乎...

    飞哥
  • linux进程管理

    查看进行使用的指令是 ps ,一般来说使用的参数是 ps -aux,ps -ef,正常与grep连用

    小小咸鱼YwY
  • Linux 进程总结

    进程,是计算机中的程序关于某数据集合上的一次运行活动,是系统进行资源分配和调度的基本单位,是操作系统结构的基础。它的执行需要系统分配资源创建实体之后,才能进行。...

    杰哥的IT之旅
  • 进程

    以前的计算机一次只能执行一个程序,后来有了多道程序设计的电脑,可以宏观上执行多个程序。由此产生了进程的概念

    用户5426759
  • 干货 | 你是不是也有多进程管理的困惑呢?

    场景一: 将关系型、非关系型数据的数据同步到ES中。 但是数据库中的表有多个, 一种方案是:一个配置文件中 if else 的方式配置多个表; 另外一种方案是:...

    铭毅天下

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券