SIGCHLD 信号详解
一、信号定义与作用
SIGCHLD 是 UNIX/Linux 系统中由内核向父进程发送的信号，用于通知子进程的状态变化（如终止、停止或恢复）。其主要作用包括：
- 回收子进程资源：避免子进程终止后成为僵尸进程（Zombie Process）占用系统资源。
- 监控子进程状态：父进程可响应子进程的异常退出、暂停或恢复事件。
二、触发条件
当子进程发生以下状态变化时，内核会向父进程发送 SIGCHLD 信号：
- 正常终止或异常退出（如调用
exit()或被SIGKILL终止）。 - 被作业控制信号暂停（如
SIGSTOP、SIGTSTP）。 - 由暂停状态恢复运行（收到
SIGCONT信号）。
信号编号：17
默认行为：系统级忽略（不回收资源，可能导致僵尸进程）。
三、信号处理方式
1. 自定义信号处理函数
父进程需注册处理函数，通过 waitpid 回收子进程：
#include <signal.h>
#include <sys/wait.h> void handler(int sig)
{int status;while (waitpid(-1, &status, WNOHANG) > 0); // 非阻塞回收所有终止子进程
} int main()
{signal(SIGCHLD, handler); // 注册处理函数 //... 创建子进程 ...
}- 关键点：
- 使用
WNOHANG标志循环调用waitpid，防止多个子进程同时退出时信号丢失。 - 必须在创建子进程前注册处理函数，避免竞争条件导致信号遗漏。
- 使用
2. 显式忽略信号（自动回收）
signal(SIGCHLD, SIG_IGN); // 内核自动回收子进程资源- 注意：
- 此为 Linux 特有行为，不符合 POSIX 标准，其他 UNIX 系统可能不支持。
- 子进程停止时不再发送信号（BSD 系统行为差异）。
四、注意事项与风险
- 信号不排队问题
多个子进程同时退出可能仅触发一次 SIGCHLD，处理函数需循环调用waitpid直至返回错误。 - 系统调用中断
慢速系统调用（如read）可能被信号中断，需手动重启或检查EINTR错误码。 - 高并发场景优化
服务器中频繁的子进程退出可能影响性能，可通过忽略信号或批量回收策略优化。
五、典型应用场景
- 服务端进程监控
Web 服务器父进程捕获子进程异常退出信号，实现自动重启机制。 - 交互式 Shell 作业控制
Shell 通过 SIGCHLD 跟踪后台进程状态（如jobs命令）。
跨系统差异提示：
- BSD 系统中设置
SA_NOCLDSTOP标志后，子进程停止时不发送信号。- Python 等语言的信号处理遵循操作系统实现，需注意接口兼容性。
sigprocmask函数介绍
sigprocmask 是 UNIX/Linux 系统中用于管理进程信号屏蔽字的系统调用，通过控制信号的阻塞状态实现关键代码段的保护或信号同步。以下是其核心机制与应用详解：
一、函数原型与参数
#include <signal.h> int sigprocmask(int how, const sigset_t *set, sigset_t *oldset);- 参数说明
how：操作类型，可选值：SIG_BLOCK：将set中的信号加入当前屏蔽集（阻塞）。SIG_UNBLOCK：从当前屏蔽集中移除set中的信号（解除阻塞）。SIG_SETMASK：直接替换当前屏蔽集为set指定的信号集。
set：指向待操作的信号集，若为NULL则不修改屏蔽集。oldset：保存原屏蔽集，可为NULL。
- 返回值：成功返回 0，失败返回 -1 并设置
errno。
二、核心功能与原理
- 信号屏蔽机制
- 每个进程拥有独立的信号屏蔽字（Signal Mask），决定哪些信号被临时阻塞。
- 被阻塞的信号处于 未决（pending） 状态，直到解除阻塞后才会递送。
- 不可阻塞的信号
SIGKILL和SIGSTOP无法被阻塞或忽略（强制终止/暂停进程）。
三、典型应用场景
- 保护临界区代码
阻塞信号防止中断共享数据修改等关键操作67。sigset_t mask; sigemptyset(&mask); sigaddset(&mask, SIGINT); sigprocmask(SIG_BLOCK, &mask, NULL); // 阻塞SIGINT /* 临界区代码 */ sigprocmask(SIG_UNBLOCK, &mask, NULL); // 恢复 - 多线程信号控制
结合pthread_sigmask实现线程级信号屏蔽。 - 与
sigsuspend配合
临时修改屏蔽字并挂起进程，等待特定信号。
四、注意事项
- 信号丢失风险
长时间阻塞可能导致非实时信号被丢弃。 - 异步信号安全
避免在信号处理函数中调用非安全函数（如printf）。 - 多线程环境
sigprocmask仅影响调用线程的屏蔽字，需使用pthread_sigmask控制进程级信号。
五、示例代码
以下代码演示阻塞 SIGINT 并恢复原屏蔽集：
#include <signal.h>
#include <stdio.h>int main() {sigset_t new_mask, old_mask;sigemptyset(&new_mask);sigaddset(&new_mask, SIGINT);// 阻塞SIGINT并保存原屏蔽集if (sigprocmask(SIG_BLOCK, &new_mask, &old_mask) == -1) {perror("sigprocmask");return 1;}printf("SIGINT blocked. Press Ctrl+C to test.\n");sleep(5); // 模拟关键操作// 恢复原屏蔽集sigprocmask(SIG_SETMASK, &old_mask, NULL);printf("SIGINT unblocked.\n");return 0;
}
逻辑流程：
初始屏蔽集 →SIG_BLOCK→ 信号阻塞（pending）→SIG_UNBLOCK/SIG_SETMASK→ 恢复递送。
例：
static void
block_sigchild (void)
{sigset_t mask;int status;sigemptyset (&mask);sigaddset (&mask, SIGCHLD);if (sigprocmask (SIG_BLOCK, &mask, NULL) == -1)die_with_error ("sigprocmask");/* Reap any outstanding zombies that we may have inherited */while (waitpid (-1, &status, WNOHANG) > 0);
}这段代码实现了对 SIGCHLD 信号的阻塞和僵尸进程清理功能，主要用于防止子进程状态变化干扰主程序执行。以下是分步解析：
信号阻塞部分
sigemptyset(&mask)初始化空的信号集sigaddset(&mask, SIGCHLD)将SIGCHLD信号加入信号集sigprocmask(SIG_BLOCK, &mask, NULL)阻塞该信号，防止子进程退出中断主流程- 若阻塞失败调用
die_with_error报错退出
僵尸进程清理部分
while (waitpid(-1, &status, WNOHANG) > 0)循环非阻塞地回收所有已终止子进程WNOHANG参数确保没有僵尸进程时立即返回- 通过
status参数丢弃子进程退出状态（未处理）
典型应用场景：
- 在守护进程或服务端程序中，避免子进程退出信号干扰主事件循环
- 防止未处理的
SIGCHLD导致大量僵尸进程积累
注意：
- 该实现会丢弃所有子进程退出状态，如需处理返回值需修改
waitpid逻辑 - 长期运行程序可能需要定期调用此函数清理新产生的僵尸进程
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