unp TCP 客户端服务器回射程序中对SIGCHLD信号的处理

Posted 2020-06-11

　　第五章中，有一个例子模拟客户端并发的终止TCP连接，服务器捕捉并处理SIGCHLD信号并调用waitpid函数防止僵死进程的出现。信号处理函数中核心的一句是：

1     while ( (pid = waitpid(-1, &statloc, WNOHANG)) > 0 )
2     {
3             printf("wait child pid:%ld\n",(long)pid);
4     }

 

 　　这是在使用wait函数时不能解决N个子进程同时终止时导致只有1个子进程被wait而其他N-1个子进程变成僵死进程的问题而采用的改进方法，使用wait的信号处理函数

1 pid = wait(&statloc);

 

 

　　什么是僵死进程？

　　　　僵死进程就是，进程本身退出了，而它的父进程未退出，并且父进程没有对它进行wait类处理，导致进程占有的资源，例如进程pid，记录进程信息的结构没有被释放,进程进入僵死态，这样的进程就叫僵死进程。

　　僵死进程的危害

　　　　一旦僵死进程累积，比如有一个长期运行的程序不断的产生僵死进程，那么最终会耗尽系统可用的pid和内存，这样就无法创建新的进程了。就算未耗尽这些，过多的僵死进程对内存的消耗也会影响机器的性能。

　　如何防止僵死进程的出现？

　　　　父进程在调用wait类函数时，就可以释放子进程的资源，子进程就不会变成僵死进程。通常都是通过捕捉SIGCHLD信号，在信号处理函数里面调用wait类函数。

 

　　先man下wait和waitpid

       #include <sys/types.h>
       #include <sys/wait.h>

       pid_t wait(int *status);

       pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);

 

　　wait:

　　　　函数阻塞，直到任意一个子进程终止，或者被一个信号中断。终止的这个子进程的退出状态返回存储在参数 status的低位字节，返回值为结束的子进程pid。

　　waitpid:

　　　　根据pid和options做出不同的响应。

　　　　pid > 0，wait进程id为pid的子进程

　　　　pid = 0，wait进程组id为调用进程ID的任意一个子进程

　　　　pid = -1,wait任意一个子进程

　　　　pid < -1, wait 进程组id为|pid|的任意一个子进程

　　而options又提供不同的选项，它可以为0或者一个或多个选项的or组合

　　　　WNOHANG

　　　　　　　当未发现有任何子进程退出时立即返回。

　　　　WUNTRACED

　　　　WCONTINUED

　　

　　由于linux信号机制是不进行排队的，所以对于同时发出的多个信号，信号处理程序最多捕捉2次，而wait函数每次最多处理一个子进程，所以，当同时结束的子进程超过2个后，必然会出现僵死进程。那么为什么 1 while ( (pid = waitpid(-1, &statloc, WNOHANG)) > 0 ) 可以解决这个问题呢？

　　假设有5个子进程，p1,p2....p5,首先p1,p2结束，捕获到信号，上面的while+waitpid语句将一次性把所有已结束的子进程处理完毕，此时仍有3个子进程未结束，那么waitpid返回0，退出循环，如果在处理函数调用期间，又有一个p3结束，等到处理函数返回时，马上又捕捉到了信号，再次进入处理函数对p3进行处理，这样一来不管子进程是在处理函数处理期间结束还是之前之后结束，信号都能被捕捉，不管结束的是1个子进程还是多个子进程，每个都能被waitpid处理，这样就不再会有僵死进程出现了。

　　为什么是用 while ( (pid = waitpid(-1, &statloc, WNOHANG)) > 0 ) ，而不是 ‘>= 0‘？？等于0是指仍然存在运行的子进程，但是子进程未结束，如果使用>=0,那么只要有一个子进程未结束，处理函数将在while中循环，这样父进程将不能被执行，所以不采用 >=。

　　一直对于采用while+waitpid为什么能防止僵死进程出现存在不解，其根本原因在于我认为一旦信号丢失，那么与之对于的那个子进程也将不会被waitpid处理。其实信号在这里只是起一个通知作用，比如，我可以在父进程里面采用轮询waitpid，不用信号处理函数也能wait所有结束的子进程。我一个小时前结束了一个子进程，一个小时后才用waitpid来处理，照样可以让这个处于僵死态的子进程得到正确的处理。

　　关于以上问题的讨论http://bbs.chinaunix.net/thread-828942-1-1.html这个帖子做了比较好的解释。