【Linux】进程信号2——阻塞信号,捕捉信号

1.阻塞信号

1.1. 信号其他相关常见概念

在开始内容之前,先介绍一些信号的专业名词:

  1. 实际执行信号的处理动作称为信号递达(Delivery)
  2. 信号从产生到递达之间的状态,称为信号未决(Pending)(就是收到信号,但没有执行信号对应的动作)
  3. 进程可以选择阻塞(Block)某个信号,阻塞的信号就是收到信号,但是一直处于未决状态。
  4. 忽略信号也是一种递达动作。
  5. 未决就是未决,阻塞就是阻塞。没有收到信号时,依然可以对没有收到的信号阻塞(收到信号后直接就是未决信号)

1.2.阻塞信号集与未决信号集

Linux内核的进程控制块PCB是一个结构体task_struct,除了包含进程id、状态、工作目录、用户id、组id、文件描述符表、还包含了信号相关的信息,主要指阻塞信号集和未决信号集。

阻塞信号集也叫信号屏蔽字,将某些信号加入集合,对他们设置屏蔽,当屏蔽某个信号后,再收到该信号,该信号的处理将推后(解除屏蔽后)。

未决信号集:

  1. 信号产生,未决信号集中描述该信号的位立刻翻转为1,表信号处于未决状态;当信号被处理对应位翻转回为0,这一时刻往往非常短暂。
  2. 信号产生后由于某些原因主要是阻塞不能抵达,这类信号的集合称之为未决信号集。在屏蔽解除前,信号一直处于未决状态。

        未决信号集就是没有被处理的信号,未决信号集实际上是一个32位数,每一位代表一个信号,当信号产生的时候,就把对应的位反转为1,如果该信号未被处理就反转回0,处理了就保持为1。

        而阻塞信号集会影响到未决信号集,比如说我在阻塞信号集中将2号信号为置为1,也就是将2号信号屏蔽,那么未决信号集中2号信号对应的位就会变为1(未决状态),一直阻塞在这种状态。

 

内核通过读取未决信号集来判断信号是否应被处理,信号屏蔽字mask可以影响未决信号集,而我们可以在应用程序中自定义set来改变mask来达到屏蔽指定信号的目的。

总结来说,

        未决信号集就是当前进程未处理的信号的集合,它是一个32位字,该字的每一个位对应一个信号,如果该位为1表示信号还未被处理,如果改为置为0,表示信号已经被处理或者没有传递该信号。

        阻塞信号集,就是对信号进行阻塞或屏蔽设置的一个32位信号屏蔽字,同样每一位对应一个信号,如果某一位设置为1,那么该位对应的信号将被屏蔽,该信号会被延后处理,此时如果信号产生,那么未决信号集中对应的位置1,一直到该信号被解除屏蔽的时候(也就是阻塞信号集中对应位置0),才会去处理该信号,处理完信号,未决信号集中对应位反转回0。

1.3.信号在内核的表示

信号在内核中的表示示意图如下:

        每个信号都有两个标志位分别表示阻塞(block)和未决(pending),还有一个函数指针表示处理动作。信号产生时,内核在进程控制块中设置该信号的未决标志,直到信号递达才清除该标志。

这里未决代表是否产生的意思!

在上图中,

  1.  SIGHUP信号未阻塞也未产生过,当它递达时执行默认处理动作。
  2. SIGINT信号产生过,但正在被阻塞,所以暂时不能递达。虽然它的处理动作是忽略,但在没有解除阻塞之前不能忽略这个信号,因为进程仍有机会在改变处理动作之后再接触阻塞。
  3. SIGQUIT信号未产生过,但一旦产生SIGQUIT信号,该信号将被阻塞,它的处理动作是用户自定义函数sighandler。如果在进程解除对某信号的阻塞之前,这种信号产生过多次,POSIX.1允许系统递达该信号一次或多次。Linux是这样实现的:普通信号在递达之前产生多次只计一次,而实时信号在递达之前产生多次可以依次放在一个队列里,但是我们这里只讨论普通信号,所以只计1次。

总结一下:

  1. 在block位图中,比特位的位置代表某一个信号,比特位的内容代表该信号是否被阻塞。
  2. 在pending位图中,比特位的位置代表某一个信号,比特位的内容代表是否收到该信号。
  3. handler表本质上是一个函数指针数组,数组的下标代表某一个信号,数组的内容代表该信号递达时的处理动作,处理动作包括默认、忽略以及自定义。
  4. block、pending和handler这三张表的每一个位置是一一对应的。

1.4.sigset_t

根据信号在内核中的表示方法,每个信号的未决标志只有一个比特位,非0即1,如果不记录该信号产生了多少次,那么阻塞标志也只有一个比特位。

因此,未决和阻塞标志可以用相同的数据类型sigset_t来存储。

在我当前的云服务器中,sigset_t类型的定义如下:(不同操作系统实现sigset_t的方案可能不同)

#define _SIGSET_NWORDS (1024 / (8 * sizeof (unsigned long int)))
typedef struct
{unsigned long int __val[_SIGSET_NWORDS];
} __sigset_t;typedef __sigset_t sigset_t;

sigset_t称为信号集,这个类型可以表示每个信号的“有效”或“无效”状态。

  1. 在阻塞信号集中“有效”和“无效”的含义是该信号是否被阻塞。
  2. 在未决信号集中“有效”和“无效”的含义是该信号是否处于未决状态。

阻塞信号集也叫做当前进程的信号屏蔽字(Signal Mask),这里的“屏蔽”应该理解为阻塞而不是忽略。

1.5.信号集操作函数

sigset_t类型对于每种信号用一个bit表示“有效”或“无效”,至于这个类型内部如何存储这些bit则依赖于系统的实现,从使用者的角度是不必关心的,使用者只能调用以下函数来操作sigset_t变量,而不应该对它的内部数据做任何解释,比如用printf直接打印sigset_t变量是没有意义的。

#include <signal.h>
typedef unsigned long sigset_t; /*信号集类型,其实就是一个32位的字*//*清空信号集,将某个信号集清0*/
int sigemptyset(sigset_t *set);/*填充信号集,将某个信号集置1*/
int sigfillset(sigset_t *set);/*将某个信号signum加入信号集set*/
int sigaddset(sigset_t *set, int signum);/*将某个信号清出信号集,从信号集ste中删除信号signum,(其实就是本来某个屏蔽信号字中置1的位清0)*/
int sigdelset(sigset_t *set, int signum);/*判断某个信号是否在信号集中,
返回值 在集合:1;不在:0;出错:-1 (其余四个函数成功返回0,失败返回-1)*/
int sigismember(const sigset_t *set, int signum);

函数解释:

  • sigemptyset函数:初始化set所指向的信号集,使其中所有信号的对应bit清零,表示该信号集不包含任何有效信号。
  • sigfillset函数:初始化set所指向的信号集,使其中所有信号的对应bit置位,表示该信号集的有效信号包括系统支持的所有信号。
  • sigaddset函数:在set所指向的信号集中添加某种有效信号。
  • sigdelset函数:在set所指向的信号集中删除某种有效信号。
  • sigemptyset、sigfillset、sigaddset和sigdelset函数都是成功返回0,出错返回-1。
  • sigismember函数:判断在set所指向的信号集中是否包含某种信号,若包含则返回1,不包含则返回0,调用失败返回-1。

注意: 在使用sigset_t类型的变量之前,一定要调用sigemptyset或sigfillset做初始化,使信号处于确定的状态。

例如,我们可以按照如下方式使用这些函数。

#include <stdio.h>
#include <signal.h>int main()
{sigset_t s; //用户空间定义的变量sigemptyset(&s);sigfillset(&s);sigaddset(&s, SIGINT);sigdelset(&s, SIGINT);sigismember(&s, SIGINT);return 0;
}

注意: 代码中定义的sigset_t类型的变量s,与我们平常定义的变量一样都是在用户空间定义的变量,所以后面我们用信号集操作函数对变量s的操作实际上只是对用户空间的变量s做了修改,并不会影响进程的任何行为。

        因此,我们还需要通过系统调用,才能将变量s的数据设置进操作系统。

sigprocmask

sigprocmask函数可以用于读取或更改进程的信号屏蔽字(阻塞信号集),该函数的函数原型如下:

#include <signal.h>int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset);

函数功能 

sigprocmask() is used to fetch and/or change the signal mask of the calling thread.

设置阻塞或解除阻塞信号集,用来屏蔽信号或解除屏蔽,其本质是读取或修改进程的PCB中的信号屏蔽字。需要注意的是,屏蔽信号只是将信号处理延后执行(延至解除屏蔽);而忽略表示将信号丢弃处理。

函数参数

how:假设当前的信号屏蔽字为mask

  • SIG_BLOCK: 设置阻塞,set表示需要屏蔽的信号,相当于 mask = mask | set 。
  • SIG_UNBLOCK: 解除阻塞,set表示需要解除屏蔽的信号,相当于 mask = mask & ~set 。
  • SIG_SETMASK替换信号集,set表示用于替代原始屏蔽集的新屏蔽集,相当于 mask = set,直接把传入的set设置为当前阻塞信号集。调用sigprocmask解除了对当前若干个信号的阻塞,则在sigprocmask返回前,至少将其中一个信号递达。

set:传入参数,是一个位图(32位),set中哪位置1,就表示当前进程屏蔽哪个信号。
oldset:传出参数,保存旧的信号屏蔽集,可用于恢复上次设置。

参数说明:

  • 如果oldset是非空指针,则读取进程当前的信号屏蔽字通过oset参数传出。
  • 如果set是非空指针,则更改进程的信号屏蔽字,参数how指示如何更改。
  • 如果oldset和set都是非空指针,则先将原来的信号屏蔽字备份到oset里,然后根据set和how参数更改信号屏蔽字。

假设当前的信号屏蔽字为mask,下表说明了how参数的可选值及其含义:

返回值说明:

  • sigprocmask函数调用成功返回0,出错返回-1。

注意: 如果调用sigprocmask解除了对当前若干个未决信号的阻塞,则在sigprocmask函数返回前,至少将其中一个信号递达。

 

sigpending

sigpending函数可以用于读取进程的未决信号集,该函数的函数原型如下:

#include <signal.h>int sigpending(sigset_t *set);

sigpending函数读取当前进程的未决信号集,并通过set参数传出。该函数调用成功返回0,出错返回-1。

1.6.示例

实验步骤如下:

  1. 先用上述的函数将2号信号进行屏蔽(阻塞)。
  2. 使用kill命令或组合按键向进程发送2号信号。
  3. 此时2号信号会一直被阻塞,并一直处于pending(未决)状态。
  4. 使用sigpending函数获取当前进程的pending信号集进行验证。
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>void printPending(sigset_t *pending)
{int i = 1;for (i = 1; i <= 31; i++){if (sigismember(pending, i)){printf("1 ");}else{printf("0 ");}}printf("\n");
}
int main()
{sigset_t set, oset;sigemptyset(&set);sigemptyset(&oset);sigaddset(&set, 2); //SIGINTsigprocmask(SIG_SETMASK, &set, &oset); //阻塞2号信号sigset_t pending;sigemptyset(&pending);while (1){sigpending(&pending); //获取pendingprintPending(&pending); //打印pending位图(1表示未决)sleep(1);}return 0;
}

可以看到,程序刚刚运行时,因为没有收到任何信号,所以此时该进程的pending表一直是全0,而当我们使用kill命令向该进程发送2号信号后,由于2号信号是阻塞的,因此2号信号一直处于未决状态,所以我们看到pending表中的第二个数字一直是1。

为了看到2号信号递达后pending表的变化,我们可以设置一段时间后,自动解除2号信号的阻塞状态,解除2号信号的阻塞状态后2号信号就会立即被递达。因为2号信号的默认处理动作是终止进程,所以为了看到2号信号递达后的pending表,我们可以将2号信号进行捕捉,让2号信号递达时执行我们所给的自定义动作。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>void printPending(sigset_t *pending)
{int i = 1;for (i = 1; i <= 31; i++){if (sigismember(pending, i)){printf("1 ");}else{printf("0 ");}}printf("\n");
}
void handler(int signo)
{printf("handler signo:%d\n", signo);
}
int main()
{signal(2, handler);sigset_t set, oset;sigemptyset(&set);sigemptyset(&oset);sigaddset(&set, 2); //SIGINTsigprocmask(SIG_SETMASK, &set, &oset); //阻塞2号信号sigset_t pending;sigemptyset(&pending);int count = 0;while (1){sigpending(&pending); //获取pendingprintPending(&pending); //打印pending位图(1表示未决)sleep(1);count++;if (count == 20){sigprocmask(SIG_SETMASK, &oset, NULL); //恢复曾经的信号屏蔽字printf("恢复信号屏蔽字\n");}}return 0;
}

 此时就可以看到,进程收到2号信号后,该信号在一段时间内处于未决状态,当解除2号信号的屏蔽后,2号信号就会立即递达,执行我们所给的自定义动作,而此时的pending表也变回了全0。

细节: 在解除2号信号后,2号信号的自定义动作是在打印“恢复信号屏蔽字”之前执行的。因为如果调用sigprocmask解除对当前若干个未决信号的阻塞,则在sigprocmask函数返回前,至少将其中一个信号递达。

 2.捕捉信号

2.1.内核空间与用户空间

每一个进程都有自己的进程地址空间,该进程地址空间由内核空间和用户空间组成:

  • 用户所写的代码和数据位于用户空间,通过用户级页表与物理内存之间建立映射关系。
  • 内核空间存储的实际上是操作系统代码和数据,通过内核级页表与物理内存之间建立映射关系。

内核级页表是一个全局的页表,它用来维护操作系统的代码与进程之间的关系。因此,在每个进程的进程地址空间中,用户空间是属于当前进程的,每个进程看到的代码和数据是完全不同的,但内核空间所存放的都是操作系统的代码和数据,所有进程看到的都是一样的内容。

需要注意的是,虽然每个进程都能够看到操作系统,但并不意味着每个进程都能够随时对其进行访问。

如何理解进程切换?

  1. 在当前进程的进程地址空间中的内核空间,找到操作系统的代码和数据。
  2. 执行操作系统的代码,将当前进程的代码和数据剥离下来,并换上另一个进程的代码和数据。

注意: 当你访问用户空间时你必须处于用户态,当你访问内核空间时你必须处于内核态。

 

2.2.内核态与用户态

内核态与用户态:

  • 内核态通常用来执行操作系统的代码,是一种权限非常高的状态。
  • 用户态是一种用来执行普通用户代码的状态,是一种受监管的普通状态。

进程收到信号之后,并不是立即处理信号,而是在合适的时候,这里所说的合适的时候实际上就是指,从内核态切换回用户态的时候。

内核态和用户态之间是进行如何切换的?

从用户态切换为内核态通常有如下几种情况:

  1. 需要进行系统调用时。
  2. 当前进程的时间片到了,导致进程切换。
  3. 产生异常、中断、陷阱等。

与之相对应,从内核态切换为用户态有如下几种情况:

  1. 系统调用返回时。
  2. 进程切换完毕。
  3. 异常、中断、陷阱等处理完毕。

其中,由用户态切换为内核态我们称之为陷入内核。每当我们需要陷入内核的时,本质上是因为我们需要执行操作系统的代码,比如系统调用函数是由操作系统实现的,我们要进行系统调用就必须先由用户态切换为内核态。

2.3.内核如何实现信号的捕捉

当我们在执行主控制流程的时候,可能因为某些情况而陷入内核,当内核处理完毕准备返回用户态时,就需要进行信号pending的检查。(此时仍处于内核态,有权力查看当前进程的pending位图)

在查看pending位图时,如果发现有未决信号,并且该信号没有被阻塞,那么此时就需要该信号进行处理。

如果待处理信号的处理动作是默认或者忽略,则执行该信号的处理动作后清除对应的pending标志位,如果没有新的信号要递达,就直接返回用户态,从主控制流程中上次被中断的地方继续向下执行即可。

但如果待处理信号是自定义捕捉的,即该信号的处理动作是由用户提供的,那么处理该信号时就需要先返回用户态执行对应的自定义处理动作,执行完后再通过特殊的系统调用sigreturn再次陷入内核并清除对应的pending标志位,如果没有新的信号要递达,就直接返回用户态,继续执行主控制流程的代码。

注意: sighandler和main函数使用不同的堆栈空间,它们之间不存在调用和被调用的关系,是两个独立的控制流程。

巧计

当待处理信号是自定义捕捉时的情况比较复杂,可以借助下图进行记忆:

其中,该图形与直线有几个交点就代表在这期间有几次状态切换,而箭头的方向就代表着此次状态切换的方向,图形中间的圆点就代表着检查pending表。

当识别到信号的处理动作是自定义时,能直接在内核态执行用户空间的代码吗?

理论上来说是可以的,因为内核态是一种权限非常高的状态,但是绝对不能这样设计。

如果允许在内核态直接执行用户空间的代码,那么用户就可以在代码中设计一些非法操作,比如清空数据库等,虽然在用户态时没有足够的权限做到清空数据库,但是如果是在内核态时执行了这种非法代码,那么数据库就真的被清空了,因为内核态是有足够权限清空数据库的。

也就是说,不能让操作系统直接去执行用户的代码,因为操作系统无法保证用户的代码是合法代码,即操作系统不信任任何用户。

2.4.sigaction

捕捉信号除了用前面用过的signal函数之外,我们还可以使用sigaction函数对信号进行捕捉,sigaction函数的函数原型如下:

int sigaction(int signum, const struct sigaction *act, struct sigaction *oldact);

sigaction函数可以读取和修改与指定信号相关联的处理动作,该函数调用成功返回0,出错返回-1。

参数说明:

  • signum代表指定信号的编号。
  • 若act指针非空,则根据act修改该信号的处理动作。
  • 若oldact指针非空,则通过oldact传出该信号原来的处理动作。

其中,参数act和oldact都是结构体指针变量,该结构体的定义如下:

struct sigaction {void(*sa_handler)(int);void(*sa_sigaction)(int, siginfo_t *, void *);sigset_t   sa_mask;int        sa_flags;void(*sa_restorer)(void);
};

 

结构体的第一个成员sa_handler:

  • 将sa_handler赋值为常数SIG_IGN传给sigaction函数,表示忽略信号。
  • 将sa_handler赋值为常数SIG_DFL传给sigaction函数,表示执行系统默认动作。
  • 将sa_handler赋值为一个函数指针,表示用自定义函数捕捉信号,或者说向内核注册了一个信号处理函数。

注意: 所注册的信号处理函数的返回值为void,参数为int,通过参数可以得知当前信号的编号,这样就可以用同一个函数处理多种信号。显然这是一个回调函数,不是被main函数调用,而是被系统所调用。

结构体的第二个成员sa_sigaction:

sa_sigaction是实时信号的处理函数。

结构体的第三个成员sa_mask:

首先需要说明的是,当某个信号的处理函数被调用,内核自动将当前信号加入进程的信号屏蔽字,当信号处理函数返回时自动恢复原来的信号屏蔽字,这样就保证了在处理某个信号时,如果这种信号再次产生,那么它会被阻塞到当前处理结束为止。

如果在调用信号处理函数时,除了当前信号被自动屏蔽之外,还希望自动屏蔽另外一些信号,则用sa_mask字段说明这些需要额外屏蔽的信号,当信号处理函数返回时,自动恢复原来的信号屏蔽字。

结构体的第四个成员sa_flags:

sa_flags字段包含一些选项,这里直接将sa_flags设置为0即可。

结构体的第五个成员sa_restorer:

该参数没有使用。

例如,下面我们用sigaction函数对2号信号进行了捕捉,将2号信号的处理动作改为了自定义的打印动作,并在执行一次自定义动作后将2号信号的处理动作恢复为原来默认的处理动作。

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>struct sigaction act, oact;
void handler(int signo)
{printf("get a signal:%d\n", signo);sigaction(2, &oact, NULL);
}
int main()
{memset(&act, 0, sizeof(act));memset(&oact, 0, sizeof(oact));act.sa_handler = handler;act.sa_flags = 0;sigemptyset(&act.sa_mask);sigaction(2, &act, &oact);while (1){printf("I am a process...\n");sleep(1);}return 0;
}

运行代码后,第一次向进程发送2号信号,执行我们自定义的打印动作,当我们再次向进程发送2号信号,就执行该信号的默认处理动作了,即终止进程。

3.可重入函数

下面主函数中调用insert函数向链表中插入结点node1,某信号处理函数中也调用了insert函数向链表中插入结点node2,乍眼一看好像没什么问题。

 下面我们来分析一下,对于下面这个链表。

1、首先,main函数中调用了insert函数,想将结点node1插入链表,但插入操作分为两步,刚做完第一步的时候,因为硬件中断使进程切换到内核,再次回到用户态之前检查到有信号待处理,于是切换到sighandler函数。

2、而sighandler函数中也调用了insert函数,将结点node2插入到了链表中,插入操作完成第一步后的情况如下:

3、当结点node2插入的两步操作都做完之后从sighandler返回内核态,此时链表的布局如下:

4、再次回到用户态就从main函数调用的insert函数中继续往下执行,即继续进行结点node1的插入操作。

最终结果是,main函数和sighandler函数先后向链表中插入了两个结点,但最后只有node1结点真正插入到了链表中,而node2结点就再也找不到了,造成了内存泄漏。

上述例子中,各函数执行的先后顺序如下:

像上例这样,insert函数被不同的控制流调用(main函数和sighandler函数使用不同的堆栈空间,它们之间不存在调用与被调用的关系,是两个独立的控制流程),有可能在第一次调用还没返回时就再次进入该函数,我们将这种现象称之为重入。

而insert函数访问一个全局链表,有可能因为重入而造成错乱,像这样的函数我们称之为不可重入函数,反之,如果一个函数只访问自己的局部变量或参数,则称之为可重入(Reentrant)函数。

如果一个函数符合以下条件之一则是不可重入的:

  • 调用了malloc或free,因为malloc也是用全局链表来管理堆的。
  • 调用了标志I/O库函数,因为标准I/O库的很多实现都以不可重入的方式使用全局数据结构。

4.volatile

volatile是C语言的一个关键字,该关键字的作用是保持内存的可见性。

在下面的代码中,我们对2号信号进行了捕捉,当该进程收到2号信号时会将全局变量flag由0置1。也就是说,在进程收到2号信号之前,该进程会一直处于死循环状态,直到收到2号信号时将flag置1才能够正常退出。

#include <stdio.h>
#include <signal.h>int flag = 0;void handler(int signo)
{printf("get a signal:%d\n", signo);flag = 1;
}
int main()
{signal(2, handler);while (!flag);printf("Proc Normal Quit!\n");return 0;
}

运行结果如下:

该程序的运行过程好像都在我们的意料之中,但实际并非如此。代码中的main函数和handler函数是两个独立的执行流,而while循环是在main函数当中的,在编译器编译时只能检测到在main函数中对flag变量的使用。

此时编译器检测到在main函数中并没有对flag变量做修改操作,在编译器优化级别较高的时候,就有可能将flag设置进寄存器里面。

此时main函数在检测flag时只检测寄存器里面的值,而handler执行流只是将内存中flag的值置为1了,那么此时就算进程收到2号信号也不会跳出死循环。

在编译代码时携带-O3选项使得编译器的优化级别最高,此时再运行该代码,就算向进程发生2号信号,该进程也不会终止。

 面对这种情况,我们就可以使用volatile关键字对flag变量进行修饰,告知编译器,对flag变量的任何操作都必须真实的在内存中进行,即保持了内存的可见性。

#include <stdio.h>
#include <signal.h>volatile int flag = 0;void handler(int signo)
{printf("get a signal:%d\n", signo);flag = 1;
}
int main()
{signal(2, handler);while (!flag);printf("Proc Normal Quit!\n");return 0;
}

此时就算我们编译代码时携带-O3选项,当进程收到2号信号将内存中的flag变量置1时,main函数执行流也能够检测到内存中flag变量的变化,进而跳出死循环正常退出。

5.SIGCHLD信号

为了避免出现僵尸进程,父进程需要使用wait或waitpid函数等待子进程结束,父进程可以阻塞等待子进程结束,也可以非阻塞地查询的是否有子进程结束等待清理,即轮询的方式。采用第一种方式,父进程阻塞就不能处理自己的工作了;采用第二种方式,父进程在处理自己的工作的同时还要记得时不时地轮询一下,程序实现复杂。

其实,子进程在终止时会给父进程发生SIGCHLD信号,该信号的默认处理动作是忽略,父进程可以自定义SIGCHLD信号的处理动作,这样父进程就只需专心处理自己的工作,不必关心子进程了,子进程终止时会通知父进程,父进程在信号处理函数中调用wait或waitpid函数清理子进程即可。

例如,下面代码中对SIGCHLD信号进行了捕捉,并将在该信号的处理函数中调用了waitpid函数对子进程进行了清理。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>void handler(int signo)
{printf("get a signal: %d\n", signo);int ret = 0;while ((ret = waitpid(-1, NULL, WNOHANG)) > 0){printf("wait child %d success\n", ret);}
}
int main()
{signal(SIGCHLD, handler);if (fork() == 0){//childprintf("child is running, begin dead: %d\n", getpid());sleep(3);exit(1);}//fatherwhile (1);return 0;
}

 

注意:

  1. SIGCHLD属于普通信号,记录该信号的pending位只有一个,如果在同一时刻有多个子进程同时退出,那么在handler函数当中实际上只清理了一个子进程,因此在使用waitpid函数清理子进程时需要使用while不断进行清理。
  2. 使用waitpid函数时,需要设置WNOHANG选项,即非阻塞式等待,否则当所有子进程都已经清理完毕时,由于while循环,会再次调用waitpid函数,此时就会在这里阻塞住。

此时父进程就只需专心处理自己的工作,不必关心子进程了,子进程终止时父进程收到SIGCHLD信号,会自动进行该信号的自定义处理动作,进而对子进程进行清理。

事实上,由于UNIX的历史原因,要想不产生僵尸进程还有另外一种办法:父进程调用signal或sigaction函数将SIGCHLD信号的处理动作设置为SIG_IGN,这样fork出来的子进程在终止时会自动清理掉,不会产生僵尸进程,也不会通知父进程。系统默认的忽略动作和用户用signal或sigaction函数自定义的忽略通常是没有区别的,但这是一个特列。此方法对于Linux可用,但不保证在其他UNIX系统上都可用。

例如,下面代码中调用signal函数将SIGCHLD信号的处理动作自定义为忽略。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>int main()
{signal(SIGCHLD, SIG_IGN);if (fork() == 0){//childprintf("child is running, child dead: %d\n", getpid());sleep(3);exit(1);}//fatherwhile (1);return 0;
}

 此时子进程在终止时会自动被清理掉,不会产生僵尸进程,也不会通知父进程。

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1 安装 sudo apt update sudo apt-get install samba #启动服务 sudo systemctl restart smbd.service sudo systemctl enable smbd.service #查看服务 2 创建用户 #创建系统用户 sudo useradd test2 #配置用户密码 sudo smbpasswd -a test2 # smbpasswd: -a添加用户 …

STM32学习笔记(六)--引脚重映射详解

STM32F103C8T6引脚定义&#xff1a; 在STM32微控制器中&#xff0c;外设引脚的复用功能&#xff08;Alternate Function&#xff0c;AF&#xff09;有时会出现冲突&#xff0c;例如当USART2_CTS和TIM2_CH1同时需要使用相同的引脚时。此时&#xff0c;可以通过引脚重映射功能&am…

DS知识点总结--线性表定义及顺序表示

数据结构知识点汇总(考研C版) 文章目录 数据结构知识点汇总(考研C版)二、线性表2.1 线性表的定义和操作2.1.1 线性表的定义2.1.2 线性表的基本操作 2.2 线性表的顺序表示2.2.1 顺序表的定义2.2.2 顺序表上的基本操作的实现 二、线性表 2.1 线性表的定义和操作 2.1.1 线性表的…

python通过selenium实现自动登录及轻松过滑块验证、点选验证码(2024-06-14)

一、chromedriver配置环境搭建 请确保下载的驱动程序与你的Chrome浏览器版本匹配&#xff0c;以确保正常运行。 1、Chrome版本号 chrome的地址栏输入chrome://version&#xff0c;自然就得到125.0.6422.142 版本 125.0.6422.142&#xff08;正式版本&#xff09; &#xff08;…

V4和V6双栈处理

现进行双栈 对R1 对R2 对R3 对R4 路由地址配完&#xff0c;起协议 然后起ripng&#xff0c;在R2&#xff0c;R3&#xff0c;R4上都宣告一下 然后在PC1和PC2上都手动配置一下就可以了

Kafka第一篇——内部组件概念架构启动服务器zookeeper选举以及底层原理

目录 引入 ——为什么分布式系统需要用第三方软件&#xff1f; JMS 对比 组件 架构推演——备份实现安全可靠 &#xff0c; Zookeeper controller的选举 controller和broker底层通信原理 BROKER内部组件 ​编辑 topic创建 引入 ——为什么分布式系统需要用第三方软件&#…

游戏开发丨基于Tkinter的五子棋小游戏

文章目录 写在前面Tkinter五子棋系列文章写在后面 写在前面 本期内容&#xff1a;基于tkinter的五子棋小游戏 下载地址&#xff1a;https://download.csdn.net/download/m0_68111267/88700190 实验环境 python3.11及以上pycharmtkinter Tkinter Tkinter是Python的一个标准…

刷题记录(240613)

aliyun0512 1. 小红定义一个数组是好数组&#xff0c;当且仅当所有奇数出现了奇数次&#xff0c;所有偶数出现了偶数次。现在小红拿到了一个数组&#xff0c;她希望取一个该数组的非空子序列(可以不连续)&#xff0c;使得子序列是好数组。你能帮小红求出子序列的方案数吗?由于…

C# Winform Datagridview控件使用和详解

DataGridView 是一种以表格形式显示数据的控件&#xff0c;由Rows(行)&#xff0c;Columns(列)&#xff0c;Cells(单元格)构成。本实例将综合利用DataGridView的属性和事件&#xff0c;展示不同的表格风格数据和操作。包含&#xff1a; 添加Datagridview行&#xff0c;列数据设…

APP IOS

APP IOS苹果源生应用程序 APP Android-CSDN博客

【Python/Pytorch 】-- K-means聚类算法

文章目录 文章目录 00 写在前面01 基于Python版本的K-means代码02 X-means方法03 最小二乘法简单理解04 贝叶斯信息准则 00 写在前面 时间演变聚类算法&#xff1a;将时间演变聚类算法用在去噪上&#xff0c;基本思想是&#xff0c;具有相似信号演化的体素具有相似的模型参数…

【开源项目】智慧北京案例~超经典实景三维数字孪生智慧城市CIM/BIM数字孪生可视化项目——开源工程及源码!

飞渡科技数字孪生北京管理平台&#xff0c; 依托实景数字孪生底座&#xff0c;以城市感知网络为硬件基础&#xff0c;以城市大数据为核心资源&#xff0c;以数字孪生、云计算、人工智能为关键技术&#xff0c;实现城市产业规划、资产安全管理、城市能耗监控等一体化空间融合。 …

实现锚点链接点击tab跳转到指定位置 并且滚动鼠标顶部锚点的样式也跟随变化

实现效果如下 不管是点击还是 滚动鼠标 顶部的样式也会跟随变化 点击会跳转到指定的位置 通过IntersectionObserver 监听是否可见 下面代码可以直接执行到vue的文件 <template><div><ul class"nav"><li v-for"tab in tabs" :key…

Java——访问修饰符

一、访问修饰符是什么 Java中的访问修饰符用于控制类、接口、构造函数、方法和数据成员&#xff08;字段&#xff09;的可见性和访问级别。 Java提供了四种访问修饰符&#xff1a; 访问修饰符同一类内同一包内不同包的子类不同包的非子类适用对象public可见可见可见可见类、…

第 7 章: 对象关系映射

在第 6 章中&#xff0c;我们大概了解了如何通过 JDBC 来进行简单的数据库操作。通过 SQL 来执行操作虽然不算复杂&#xff0c;但在面向对象的语言中&#xff0c;这类操作多少显得有些格格不入&#xff0c;毕竟我们都是在与“对象”打交道。把对象与关系型数据库关联起来&#…