fork子进程僵尸问题及解决方案

时间:2023-03-09 15:46:04
fork子进程僵尸问题及解决方案

额,原来用 c 写 cgi 的时候用过 fork 。那时候 cgi 的生命很短,所以遇到的问题压根没出现过。这次也是更加深入的对 fork 机制进行了一下了解。

参考这里的文档:http://ju.outofmemory.cn/entry/98971

1. 我们都是小僵尸

下面是这次应用的一个 fork 的例子。主进程继续进行数据处理,一定时间后用下面的代码开新进程,并将处理结果发送出去。看起来似乎没什么问题,但是,一定时间后,fork 总是failed。。。用 ps aux 查看进程列表,列表被僵尸进程占满了!!

...
if ((pid=fork())<)
{
printf("fork failed \n");
}
else if ( == pid)
{
test_result.error_1 = (double)error_1 / test_result.total * ;
test_result.error_2 = (double)error_2 / test_result.total * ;
test_result.error_4 = (double)error_4 / test_result.total * ;
test_result.error_6 = (double)error_6 / test_result.total * ; n = sendto(sock, &test_result, sizeof(test_result), ,
(struct sockaddr *)&addr_to, sizeof(addr_to));
exit();
}
...

好吧,难道 exit(0) 之后,它还在留恋什么?所以,又回来继续摸索什么是最有可能性。

2. 小僵尸找爸爸

好吧,最后目光落到了这里 SIGCHLD。通常,父进程不会始终处于等待状态,它还需要执行其它代码,因此“等待”的工作会使用信号机制来完成;或者说,子进程在处理完任务以后,内核会发送一个SIGCHLD信号。。。对,这孩子还要向它爸做最后的告别。

那孩它爸能做些什么呢?

1)孩它爸也不在了。

2)孩它爸在等待关于这孩子的消息,完成告别仪式,各安天命。

3)孩它爸发布了告示“我没有儿子,你们都别来烦我”。

恩,第一个这是肯定的,因为fork机制天生的属性,如果孩它爸不在了,它会被送给init来监管抚养。。。init是个负责任的好爸爸,他会处理好一切。那接下来两个是怎么回事呢?

3.小僵尸和爸爸最后的告别

用于监督子进程的完成情况,fork配套使用的有waitpid()和wait()两个函数。waitpid()的功能和wait()类似,但waitpid()提供了额外的选项(wait(NULL)等价于waitpid(-1, NULL, 0))。如,wait()函数是阻塞的,而waitpid()提供了WNOHANG选项,调用后会立刻返回,可根据返回值判断等待结果。

#include <stdint.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdbool.h>
#include <malloc.h> #include <sys/types.h>
#include <sys/socket.h>
#include <netinet/in.h> #include <unistd.h>
#include <fcntl.h> #include <signal.h> void signal_handler(int signo) {
if (signo == SIGCHLD) {
pid_t pid;
while ((pid = waitpid(-, NULL, WNOHANG)) > ) {
printf("SIGCHLD pid %d\n", pid);
}
}
}
void mysleep(int sec) {
time_t start = time(NULL), elapsed = ;
while (elapsed < sec) {
sleep(sec - elapsed);
elapsed = time(NULL) - start;
}
}
int main(int argc, char **argv) {
signal(SIGCHLD, signal_handler);
while () {
pid_t pid = fork();
if (pid > ) {
// parent process
mysleep();
} else if (pid == ) {
// child process
printf("child pid %d\n", getpid());
return ;
} else {
fprintf(stderr, "fork error\n");
return ;
}
}
}

比如上面的代码。我们在信号处理中使用了一个循环体,不断调用waitpid(),直到失败为止。那是因为在系统繁忙时,信号可能会被合并,即两个子进程结束只会发送一次SIGCHLD信号,如果只wait()一次,就会产生僵尸进程。(由于默认的sleep()函数会在接收到信号时立即返回,因此为了方便演示,这里定义了mysleep()函数)。

4.做个不负责任的爸爸

很简单,用下面这句话,告诉操作系统,你不关心所有那些子进程的死活。

signal(SIGCHLD, SIG_IGN);

但是,这样做的问题是,有些BSD系统不支持这样的用法。所以,更为广泛的,还是使用wait。

perl中

下面是perl中使用fork-waitpid的代码,也是也不是我写的:

#!/usr/bin/perl
sub REAPER {
my $pid;
while (($pid = waitpid(-, WNOHANG)) > ) {
print "SIGCHLD pid $pid\n";
}
}
$SIG{CHLD} = \&REAPER;
my $pid = fork();
if ($pid > ) {
print "[Parent] child pid $pid\n";
sleep();
} elsif ($pid == ) {
print "[Child] pid $$\n";
exit;
}

这个和c基本一样的。如果想要忽略SIGCHLD,可使用$SIG{CHLD} = 'IGNORE'。