【Linux系统编程学习】父进程捕获SIGCHLD信号以处理僵尸进程

配合之前说过的sigaction函数和waitpid函数，我们可以解决子进程变成僵尸进程的问题。

先看如下示例程序：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

int main() {
     
    pid_t pid;
    int i;
    // 循环创建20个子进程
    for(i = 0; i < 20; ++i) {
     
        pid = fork();
        if(pid == 0) {
     
            break;
        }
    }
    
    if(pid > 0) {
     
        while(1) {
     
            printf("parent pid : %d \n", getpid());
            sleep(2);
        }
    } else if(pid == 0) {
     
        printf("child pid : %d \n", getpid());
    }

    return 0;
}

创建20个子进程，同时父进程不结束，使用ps -aux查看进程状态：

可以看到20个子进程均成为僵尸进程，如下示例程序利用子进程结束后给父进程发送SIGCHLD信号这一机制，解决此问题：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

void catchFunc(int signo) {
     
    // 处理僵尸子进程
    printf("捕捉到了信号：%d \n", signo);
    while(1) {
     
        // 用waitpid回收任意子进程， 并设置为非阻塞
        int ret = waitpid(-1, NULL, WNOHANG);
        if(ret > 0) {
     
            // 说明回收了一个子进程
            printf("子进程%d已被回收\n", ret);
        } else if(ret == 0) {
     
            // 表明当前有子进程在运行
            break;
        } else if(ret == 1){
     
            // 表明以及没有子进程了
            break;
        }
    }
}

int main() {
     

    // 提前设置好阻塞信号集，阻塞SIGCHLD，因为有可能子进程很快结束，父进程还没有注册完信号捕捉
    sigset_t set;
    sigemptyset(&set);
    sigaddset(&set, SIGCHLD);
    sigprocmask(SIG_BLOCK, &set, NULL);

    pid_t pid;
    int i;
    // 循环创建20个子进程
    for(i = 0; i < 20; ++i) {
     
        pid = fork();
        if(pid == 0) {
     
            break;
        }
    }
    
    if(pid > 0) {
     
        // 父进程来捕获SIGCHLD信号，在自定义捕获函数中释放子进程的内核资源。
        struct sigaction act;
        act.sa_flags = 0;
        act.sa_handler = catchFunc;
        sigemptyset(&act.sa_mask);
        
        int res = sigaction(SIGCHLD, &act, NULL);
        if(res == -1) {
     
            perror("sigaction error");
            exit(1);
        }

        // 注册完信号捕捉以后，解除阻塞
        sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &set, NULL);

        while(1) {
     
            //printf("parent pid : %d \n", getpid());
            sleep(2);
        }
    } else if(pid == 0) {
     
        //printf("child pid : %d \n", getpid());
    }

    return 0;
}

运行结果如下：

这段程序有几个需要注意的细节：

1. 有人可能会产生误解：觉得应该每个子进程死亡以后，发送SIGCHLD信号给父进程，然后父进程中捕获到SIGCHLD信号，内核调用一次catchFunc来回收该子进程，循环往复… 其实这是有问题的，因为一个子进程死亡后，在执行catchFunc的过程中又有多个子进程死亡而发送SIGCHLD信号，我们之前说过，某个信号捕捉函数执行期间，该信号自动被屏蔽，所以紧接着死亡的这些子进程就无法被回收。而解决这一问题的方法是：在catchFunc捕捉函数中int ret = waitpid(-1, NULL, WNOHANG);设置为非阻塞，并加上死循环，让其一次调用多次回收，知道当前没有死亡的子进程了，就break出来继续执行父进程的代码。
2. 应当提前设置好阻塞信号集，阻塞SIGCHLD，因为有可能子进程很快结束，父进程还没有注册完信号捕捉。等到父进程执行int res = sigaction(SIGCHLD, &act, NULL);完成SIGCHLD信号捕捉的注册后，再使用sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &set, NULL);解除阻塞。