后台进程和挂起进程 - 在 C 中实现作业控制外壳

Question

我正在 Linux 中以 C 语言实现作业控制外壳，作为操作系统相关主题的项目。我有一个执行子进程管理的 main() 函数，通过链接列表帮助，如下所示，其中存储了背景和暂停的作业信息：

typedef struct job_
{
    pid_t pgid; /* group id = process lider id */
    char * command; /* program name */
    enum job_state state;
    struct job_ *next; /* next job in the list */
} job;

每次子进程退出或停止时，都会向父进程发送一个 SIGCHLD 以获取相关信息。然后，我有一个信号处理程序，如此处所示，对于该作业状态链表的每个节点，检查该节点中表示的进程是否已退出，如果退出，则将该节点从链表中删除。 这是 SIGCHLD 处理程序的代码，其中 'job_list' 是存储信息的链表：

void mySIGCHLD_Handler(int signum) {
    block_SIGCHLD();
    if (signum == 17) {
        job *current_node = job_list->next, *node_to_delete = NULL;
        int process_status, process_id_deleted;

        while (current_node) {

            /* Wait for a child process to finish.
            *    - WNOHANG: return immediately if the process has not exited
            */
            waitpid(current_node->pgid, &process_status, WNOHANG);

            if (WIFEXITED(process_status) != 0) {
                node_to_delete = current_node;
                current_node = current_node->next;
                process_id_deleted = node_to_delete->pgid;
                if (delete_job(job_list, node_to_delete)) {
                printf("Process #%d deleted from job list\n", process_id_deleted);
                } else {
                    printf("Process #%d could not be deleted from job list\n", process_id_deleted);
                }
            } else {
                current_node = current_node->next;
            }
        }
    }
    unblock_SIGCHLD();
}

问题是，当调用处理程序时，一些不应该被删除的条目，因为它们所代表的进程没有退出，而在它们不应该被删除的时候被删除了。有谁知道为什么会这样？

感谢您，并为您失去的时间感到抱歉:(

Answer 1

我在这段代码中看到了很多问题，但最直接的问题可能就在这里：

        waitpid(current_node->pgid, &process_status, WNOHANG);
        if (WIFEXITED(process_status) != 0) {

当waitpid(pid, &status, WNOHANG)因为进程没有退出而返回时，它不会向status写任何东西，所以后面的if是在垃圾上分支的。在假设status 有意义之前，您需要检查waitpid 的实际返回值。

其他最重要的问题是：

• 内核只允许发送一个SIGCHLD来告诉你有几个进程已经退出。当您收到SIGCHLD 时，您需要循环调用waitpid(0, &status, WNOHANG)，直到它告诉您没有更多的进程等待，并且您需要处理（没有双关语）所有它告诉您的已退出进程 ID。

• 从异步信号处理程序调用 printf 或 free 是不安全的。而是将终止的进程添加到延迟任务列表中。确保在使用该列表的主循环代码中阻止 SIGCHLD。

• 不要在处理程序中阻止和解除阻止SIGCHLD自己；有一个不可避免的竞争条件。相反，让内核自动地为你做这件事，通过正确设置你的信号处理程序：使用sigaction 并且不要将SA_NODEFER 放入sa_flags。 （请将SA_RESTART 放入sa_flags，除非你有充分的理由不这样做。）

• 文字数字 17 应该是信号常量 SIGCHLD。 一些信号编号在整个历史上的所有 Unix 中都是稳定的，但 SIGCHLD 不是其中之一。