Linux解决僵尸进程的几种方式,SIGCHLD信号设置SIG_IGN处理方式等

﹏ヽ暗。殇╰゛Y 2024-03-25 11:58 34阅读 0赞

#### 目录 ####

*  僵尸进程
 *   *  解决方式
     *   *  父进程阻塞调用wait()
         *  父进程非阻塞调用waitpid()
         *  SIGCHLD信号
         *  SIG\_IGN信号

## 僵尸进程 ##

我们知道linux下进程有种状态叫做**僵尸状态**;

原因是父进程fork()出来的子进程结束之后，**内核**会给父进程发送一个**SIGCHLD信号**,;

> 这个SIGCHLD信号的作用是及时**通知父进程子进程的退出让父进程通过一系列手段将他回收**;  
> 回收的意义:  
> 1.避免僵尸进程的产生,内存泄漏  
> 2.且使得父进程能拿到子进程的退出状态，进行相应处理

如果**父进程没有忽略这个信号(设置SIG\_IGN)，也没有等待(wait)子进程，而且结束的也比子进程晚(不能托管被init1号进程领养)，并且也没有handler捕捉这个信号**，那子进程就会进入**僵尸状态**; 维护者自己的task\_struct开销，这也是一种**内存泄露**;

### 解决方式 ###

对于这个问题有已下几种解决方式:

#### 父进程阻塞调用wait() ####

#include <sys/types.h> /* 提供类型pid_t的定义 */
    
    #include <sys/wait.h>
    
    pid_t wait(int *status)//status 输出型参数，可以拿到子进程退出的状态码，不关心的话设置NULL即可;

进程一旦调用了wait，就立即**阻塞自己**，由wait自动分析是否当前进程的**某个**子进程已经退出，如果让它找到了这样一个已经变成僵尸的子进程，wait就会收集这个子进程的信息，并把它彻底销毁后返回；如果没有找到这样一个子进程，wait就会**一直阻塞**在这里，直到有一个出现为止。

*  显然wait的调用是非常不合理的，阻塞时等待会让父进程干不了别的事情;

#### 父进程非阻塞调用waitpid() ####

#include <sys/types.h> /* 提供类型pid_t的定义 */
    
    #include <sys/wait.h>
    
    pid_t waitpid(pid_t pid,int *status,int options)//pid设置为-1代表等待任意一个进程， options设置为WNOHANG 即便无子进程退出，它也会立即返回，不会像wait那样永远等下去！

> 根据源码的观察，不难发现，其实wait就是waitpid的一种封装:
> 
>     static inline pid_t wait(int * wait_stat)
>     
>     {
>          
>     
>         return waitpid(-1,wait_stat,0);//-1等待任意进程退出，0代表什么都不设置，阻塞式等待！
>     
>     }

*  waitpid虽然不会阻塞时等待，但是也需要占用cpu资源，定期的轮训waitpid看看有没有子进程处于僵尸状态，以便将他回收，也是有一定开销的

#### SIGCHLD信号 ####

其实我们的子进程每次终止时**内核**都会给父进程发送一个**SIGCHLD信号**, 如果**父进程没有处理这个信号，也没有等待(wait)子进程**，那他就会进入僵尸状态;

既然这样，我们可以用**signal()函数+waitpid()接口**处理一下这个信号，答到一个子进程退出之后，主动通知父进程将其回收的**异步通知作用**！(显然效率是比父进程主动wait和waitpid这种同步处理高！)

#include <signal.h>
    typedef void (*sighandler_t)(int);//简单来说，sighandler_t是一个无返回值，参数为一个int的函数指针
    
    sighandler_t signal(int signum, sighandler_t handler);

*  signum参数指明了所要处理的信号类型，它可以取除了SIGKILL和SIGSTOP外的任何一种信号(SIGKILL是kill -9命令，如果把它改了，有可能一个进程我们真的就无法“杀死终止”了)
 *  handler参数中的int参数就是捕获到的对应信号的int编码，linux用kill -l命令可以查看:

![在这里插入图片描述][5a32e4f8b080480eb7a625ff4ed99c1f.png]

参考代码如下:

#include<stdio.h>
    #include<stdlib.h>
    #include<signal.h>
    #include<unistd.h>
    #include<sys/wait.h>
    
    void handler(int sig)
    {
        
    	pid_t id;
    	while((id = waitpid(-1, NULL, WNOHANG)) > 0)//while循环处理需要回收的子进程
    		printf(“wait child success : %d\n”, id);
    }
    
    int main()
    {
        
    	signal(SIGCHLD, handler);//指定SIGCHLD信号来到时，需要被handler函数处理
    	pid_t ret = fork();
    	if(ret == 0)
    	{
        
    		printf(“child : %d\n”, getpid());
    		sleep(3);
    		exit(0);//子进程退出，并给父进程发送SIGCHLD信号和0这个退出码
    	}
    	
    	while(1)
    	{
        
    		printf(“father process is doing some thing!\n”);
    		sleep(1);
    	}
    	return 0;
    }

注意，handler中使用while循环处理回收任务的原因是:**SIGCHILD是个非可靠信号**！

一个父进程可能有很多子进程，如果多个子进程同时退出，**SIGCHILD会出现信号丢失(只存在1个)**。如果用if处理，也就**只处理一个子进程。剩下的子进程也就变成了僵尸进程**!

因此我们发现有子进程退出，就用while循环来处理，如果恰好多个子进程退出，即便信号丢失，我们也能while通过waitpid的返回值不断释放他们，即便只有一个子进程退出，第二次循环waitpid会返回0，我们也会跳出循环！

有点像mutex+cond需要while处理虚假唤醒，参考我的[这篇文章][Link 1]

#### SIG\_IGN信号 ####

我们都知道，解决僵尸进程还有一个方式，就是让他变为“孤儿进程”，也就是init1号进程领养托管，进而释放这个子进程的资源！

除了让父进程退出的比子进程早之外，我们可以通过如下操作，将SIGCHLD信号的处理方式设置为SIG\_IGN–>**忽略**，这样代表父进程忽视了这个信号，子进程相当于被弃养，会被init1号进程领养

signal(SIGCHLD, SIG_IGN);

这样可让内核把僵尸子进程转交给init1号进程去处理释放，省去了父进程wait这个子进程的麻烦;

这个小技巧常常被用于提升并发服务器的性能！

[5a32e4f8b080480eb7a625ff4ed99c1f.png]: https://image.dandelioncloud.cn/pgy_files/images/2024/03/25/7e5cb658ded842dbbd0d5b6db3660896.png
[Link 1]: https://blog.csdn.net/wtl666_6/article/details/124961138?ops_request_misc=%257B%2522request%255Fid%2522%253A%2522167872755516800213021153%2522%252C%2522scm%2522%253A%252220140713.130102334.pc%255Fblog.%2522%257D&request_id=167872755516800213021153&biz_id=0&utm_medium=distribute.pc_search_result.none-task-blog-2~blog~first_rank_ecpm_v1~rank_v31_ecpm-1-124961138-null-null.blog_rank_default&utm_term=mutex&spm=1018.2226.3001.4450