处理SIGCHLD信号

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void sig_chld(int signo) {
    pid_t pid;
    int stat;

    // wait()是为了清理僵死进程
    // pid = wait(&stat);
    // printf("child %d terminated\n", pid);

    while ((pid = waitpid(-1, &stat, WNOHANG)) > 0) 
        printf("child %d terminated\n", pid);
    return;
}

wait版本行不通的原因

若服务器和客户端在同一主机上，则该信号处理函数只执行过一次（根据UNP的描述是这样的，但是本人实测，信号处理器函数执行了两次）。 但是如果我们在不同的主机上运行客户和服务器，那么信号处理器函数一般执行两次：一次是由第一个产生的信号引起的，由于另外4个信号在信号处理函数第一次执行时发生，因为该处理函数仅仅再被调用一次，从而留下3个僵死进程。 不过有的时候，根据FIN到达主机的时机，信号处理函数可能会执行3次甚至4次

根据本人猜想，如果在相同主机测试，由于没有网络数据传播时延的影响，本机的客户端所有五个FIN都几乎在同一时间传递给服务器， 从而使得服务器的5个子进程基本在同一时刻终止，从而5个SIGCHLD在同一时刻发送给父进程，都在第一个信号处理函数执行之前发生， 而Unix信号一般是不排队的（这里详见TLPI对应的小节），因此信号处理函数只执行一次。

但是如果在不同主机测试，由于网络数据传播，各个FIN到达服务器的时间差较大一些，导致FIN以不可忽略的时差到达服务器。 例如在处理第一个SIGCHLD信号时，其他FIN才到达，从而引起信号处理函数执行多次。

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➜  bin git:(main) ✗ ./TCPSERV03 &       
[1] 65001
➜  bin git:(main) ✗ ./TCPCLI04 127.0.0.1
hell
hell
child 65324 terminated                                   
child 65325 terminated

waitpid()版本行得通

清理僵尸进程

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while ((pid = waitpid(-1, &stat, WNOHANG)) > 0)
    printf("child %d terminated\n", pid);

  • waitpid(-1, &stat, WNOHANG)：这部分代码是关键。waitpid 函数用于等待子进程的状态改变。

    • pid = -1：表示等待任何子进程。
    • &stat：是一个指向 int 的指针，用于存储子进程的终止状态。
    • WNOHANG：这个选项告诉 waitpid 非阻塞运行。如果没有子进程终止，waitpid 将立即返回，而不是阻塞等待。

  • while 循环：这个循环会一直执行，直到没有子进程终止为止。waitpid 返回值会是：

    • 大于 0 的值：表示终止的子进程的 PID，表明有一个子进程结束。
    • 0：表示没有子进程终止。
    • -1：表示没有更多的子进程或者调用失败。

代码总结

这段代码实现了一个信号处理函数 sig_chld，用于处理 SIGCHLD 信号。当一个子进程终止时，父进程会收到 SIGCHLD 信号，触发这个处理函数。该函数使用 waitpid 结合 WNOHANG 选项来处理所有终止的子进程，并避免产生僵尸进程。僵尸进程会占用系统资源，因此在接收到 SIGCHLD 信号时及时清理子进程的退出状态是很重要的。

这种处理方式确保了父进程可以继续处理多个子进程的终止，而不会因为某个子进程的终止而导致阻塞，从而避免产生僵尸进程。

运行结果：

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➜  bin git:(main) ✗ ./TCPSERV04 &       
[1] 56786
➜  bin git:(main) ✗ ./TCPCLI04 127.0.0.1
htl
htl
child 56992 terminated                                   
child 56993 terminated
child 56994 terminated
child 56995 terminated
child 56996 terminated

不在循环内部使用wait()的原因

在信号处理函数中使用 waitpid() 而不是 wait() 的原因主要涉及到以下几个方面：

1. 避免遗漏子进程的终止

  • waitpid() 在循环中与 WNOHANG 选项一起使用，可以确保所有已终止的子进程都被处理。因为 waitpid() 在每次调用时返回一个已终止的子进程的 PID，当没有更多子进程终止时返回 0。通过循环调用 waitpid()，你可以确保每个已终止的子进程都被正确处理，从而避免遗漏。

  • 相比之下，wait() 只能一次等待一个子进程终止。如果有多个子进程在短时间内终止，而 wait() 只被调用一次，可能会遗漏处理其中的一些子进程。这些未处理的子进程就会成为僵尸进程，浪费系统资源。

2. 非阻塞的等待

  • waitpid() 与 WNOHANG 选项结合使用是非阻塞的，它允许信号处理程序检查所有子进程是否终止，而不会因没有终止的子进程而阻塞。这样，信号处理函数可以迅速返回，继续处理其他任务。

  • 在没有循环时，调用wait()不会导致出现阻塞等待，因为当进入该处理函数时，说明必然有函数终止了，只不过是1个还是多个的问题 无论是一个还是多个，wait()都只能处理掉一个，然后返回，退出处理器函数

  • 如果在循环中调用 wait()，一旦没有子进程终止，wait() 就会阻塞，这会导致整个信号处理程序挂起，不能立即返回。 例如，第一个进程终止后，父进程进入了处理器函数，处理了第一个进程之后，便会继续循环等待下一个终止进程， 若是下一个进程迟迟不进入终止状态，则父进程则需要一直阻塞等待。 阻塞在信号处理程序中通常是不被推荐的，因为这可能导致系统其他部分的延迟或不良的响应时间。

3. 处理多个子进程的终止

  • 在某些情况下，多个子进程可能在非常短的时间内几乎同时终止。如果仅调用 wait()，信号处理程序可能只能处理一个子进程的终止。使用 waitpid() 的循环可以确保处理所有已终止的子进程。

4. 控制和灵活性

  • waitpid() 提供了更多的控制和灵活性。例如，使用 waitpid() 可以指定等待特定的子进程，或根据不同的选项处理子进程。相比之下，wait() 的功能比较有限，只能简单地等待任意一个子进程的终止。