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父进程退出时如何确保子进程退出

父进程退出时如何确保子进程退出

作者: 守望先生 | 来源:发表于2019-02-15 21:11 被阅读0次

    前言

    子进程退出的时候,父进程能够收到子进程退出的信号,便于管理,但是有时候又需要在父进程退出的时候,子进程也退出,该怎么办呢?

    父进程退出时,子进程会如何?

    一般情况下,父进程退出后,是不会通知子进程的,这个时候子进程会成为孤儿进程,最终被init进程收养。我们先来看一下这种情况。

    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <errno.h>
    #include <unistd.h>
    
    int main(void)
    {
        pid_t pid;
        //fork一个进程
        pid = fork();
        //创建失败
        if (pid < 0)
        {
            perror("fork error:");
            exit(1);
        }
        //子进程
        if (pid == 0)
        {
            printf("child process.\n");
            printf("child  pid:%d,parent pid:%d\n",getpid(),getppid());
            printf("sleep 10 seconds.\n");
            //sleep一段时间,让父进程先退出,为了便于观察,sleep 10s
            sleep(10);
            
            printf("now child pid: %d parent pid:%d\n",getpid(),getppid());
        }
        //父进程
        else
        {
            printf("parent process.\n");
            sleep(1);
        }
        return 0;
    }
    

    在这个程序中,我们为了让父进程先退出,子进程sleep了10秒。
    运行结果如下:

    parent process.
    child process.
    child  pid:17433,parent pid:17432
    sleep 10 seconds.
    now child pid: 17433 parent pid:1658
    

    从结果中可以看到,一开始子进程17433的父进程id是17432,但是在10秒后,它的父进程变成了1658。1685是什么进程呢?

    $ ls -al /proc/1658/exe 
    /proc/1658/exe -> /sbin/upstart
    

    由于我使用的环境是带有图形界面的ubuntu系统,所以最终并不是被我们所熟知的init进程收养,而是被一个名为/sbin/upstart的进程所收养。另外还可以观察到,该进程也是其他系统进程的父进程。

    如何确保父进程退出的同时,子进程也退出?

    既然如此,如何确保父进程退出的同时,子进程也退出呢?或许我们可以在子进程和父进程之间建立通信管道,一旦通信异常,则认为父进程退出,子进程自己也回收资源退出。但是这样做总觉得不是很正经。有没有已有的函数帮我们做这件事呢?prctl函数可以帮助我们。第一个参数中,有一个选项,叫做PR_GET_PDEATHSIG:

           PR_SET_PDEATHSIG (since Linux 2.1.57)
                  Set  the  parent  death signal of the calling process to arg2 (either a signal value in the range 1..maxsig, or 0 to clear).
                  This is the signal that the calling process will get when its parent dies.  This value is cleared for the child of a fork(2)
                  and (since Linux 2.4.36 / 2.6.23) when executing a set-user-ID or set-group-ID binary, or a binary that has associated capa‐
                  bilities (see capabilities(7)).  This value is preserved across execve(2).
    
    

    内容很多,主要意思为:设置一个信号,当父进程退出的时候,子进程将会收到该信号。

    那么根据这个,我们完全可以在父进程退出时,也给子进程一个退出的信号。程序代码如下:

    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <errno.h>
    #include <unistd.h>
    #include <sys/prctl.h>
    #include <signal.h>
    int main(void)
    {
        pid_t pid;
        //fork一个进程
        pid = fork();
        //创建失败
        if (pid < 0)
        {
            perror("fork error:");
            exit(1);
        }
        //子进程
        if (pid == 0)
        {
            /*父进程退出时,会收到SIGKILL信号*/
            prctl(PR_SET_PDEATHSIG,SIGKILL);
            printf("child process.\n");
            printf("child  pid:%d,parent pid:%d\n",getpid(),getppid());
            printf("sleep 10 seconds.\n");
            //sleep一段时间,让父进程先退出,为了便于观察,sleep 10s
            sleep(10);
            
            printf("now child pid: %d parent pid:%d\n",getpid(),getppid());
        }
        //父进程
        else
        {
            printf("parent process.\n");
            sleep(1);
        }
        return 0;
    }
    

    运行结果:

    parent process.
    child process.
    child  pid:17625,parent pid:17624
    sleep 10 seconds.
    

    可以看到,由于加入了

    prctl(PR_SET_PDEATHSIG,SIGKILL);
    

    在父进程退出时,子进程将会收到SIGKILL信号,而进程收到该信号的默认动作则是退出。因而最后不会看到它成为孤儿进程,被其他进程所收养。需要注意的是,该函数并非所有系统都支持。

    总结

    有些情况下,我们常常需要父子进程共存亡,子进程退出时,父进程可以通过wait捕捉子进程的退出状态,但是父进程退出时,子进程却难以得知。因此,在最初fork子进程的时候,便表明了,当父进程退出的时候,子进程收到SIGKILL信号,最终也退出。以此达到同生共死的目的。当然也可以发送其他信号,由子进程捕获该信号并做后续处理。

    练习

    尝试将上面的代码在非图形界面的linux操作系统中运行,看看最终被收养的是否为init进程。

    交流

    虽然本文方法可行,但并不适用于所有操作系统,你有什么更好的办法解决上面的问题?

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