僵尸进程最优解

Posted 2022-01-30 漂亮姐姐1

前言

什么是僵尸进程？

当子进程比父进程先结束，而父进程又没有回收子进程，释放子进程占用的资源，此时子进程将成为一个僵尸进程，直到父进程结束，僵尸进程的资源才会被释放。

僵尸进程产生的原因

父子进程运行是一个异步的过程，为了使得父进程在子进程退出时，仍可以获得子进程的状态信息，Unix不会直接释放进程的所有资源。当子进程退出时，内核释放子进程的用户资源，包括打开的文件，占用的内存等，但是仍然为其保留一定的信息，包括进程号（Process ID)，退出状态(Termination Status)，运行时间（Runtime）等。

这样，父进程就可以通过调用wait/waitpid来获取子进程的状态信息同时释放子进程资源，但如果不调用wait/waitpid，系统资源将被占用，可能导致系统无法产生新的进程。

正文

正如上文提到的，可以使用wait/waitpid来将僵尸进程资源回收
可以在父进程中调用wait/waitpid，或者捕获SIGCHLD再调用wait/waitpid

需要注意：

• 调用wait/waitpid函数时，如果没有僵尸子进程，但仍有子进程，父进程会阻塞，直到有子进程死亡，变成僵尸进程
• wait/waitpid 一次返回一个子进程的状态信息，有多个进程需要调用多次
• 多线程阻塞在wait/waitpid时，仅有一个线程会返回子进程状态信息

大多时候我们都希望父子进程异步工作，而不是阻塞等待子进程结束，下面是捕获SIGCHLD的示例：

void handle(int sig)
	printf("catch signal %d\\n",sig);
	wait(NULL); // 可以传入结构体，并调用不同函数获取特定的信息，具体看手册
	printf("Child process exit\\n");


int main()
	int pid = fork();
	if(pid > 0)
		signal(SIGCHLD,handle);
		// 父进程工作
	else if(pid == 0)
	// 子进程工作
	

但是这里忽略了SIGCHLD信号的产生条件，SIGCHLD信号在子进程终止，挂起，被唤醒时会向父进程发出
如果子进程接收到挂起信号，父进程进入handle处理函数，父进程将阻塞在wait/waitpid

如果我们不关心子进程的执行情况，最简单直接的方法就是忽略SIGCHLD信号，让子进程结束后由init接管，init进程会释放掉所有僵尸进程的资源。

signal(SIGCHLD,SIG_IGN);

思考一下，忽略SIGCHLD信号是否对程序有影响，SIGCHLD信号产生条件：终止，挂起，唤醒

其中挂起信号(SIGSTOP)，SIGKILL信号无法捕获，所以忽略SIGCHLD信号对这两个没影响
但是假如我们希望捕获SIGCONT信号，生成日志，那么我们就不能简单忽略SIGCHLD信号

个人认为更科学的做法是
使用sigaction，并设置sa_flags标志位为SA_NOCLDWAIT
这样，当子进程终止（terminate）时，子进程不会被设置为僵尸进程

struct sigaction sa;
memset(&sa,0,sizeof(sa));
sa.sa_handler = SIG_DFL;  // 也可以自定义handler函数
sa.sa_flags = SA_NOCLDWAIT;
sigaction(SIGCHLD,&sa,NULL);

tips:
当使用 -std=c99 编译时，会找不到sigaction结构体，解决方法：添加头文件<bits/sigaction.h>
也可以使用 -std=gnu99 编译

另外也有别的技巧，调用两次fork函数，然后子进程退出，孙进程由系统接管

int pid;
if ((pid = fork()) == 0)
	if ((pid = fork()) > 0)
		exit(0); // 子进程退出
	else
		// 孙进程工作
	

else
	// 父进程工作

仅做记录，最好的方法还是使用sigaction