第 26 章 监控子进程 (Monitoring Child Processes)

#include <sys/wait.h>

pid_t wait(int *status);                                    /* 等任意子 */
pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);         /* 等指定子 */
pid_t waitid(idtype_t idtype, id_t id, siginfo_t *infop, int options);

for (j = 1; j < argc; j++) {
    switch (fork()) {
    case 0:
        sleep(getInt(argv[j], GN_NONNEG, "sleep-time"));
        _exit(EXIT_SUCCESS);
    default: break;
    }
}
while ((childPid = wait(NULL)) != -1) continue;  /* 回收所有子 */
/* wait 返回 -1 + errno = ECHILD 表示没有未回收的子 */

if (WIFEXITED(status)) {
    printf("child exited, status=%d\n", WEXITSTATUS(status));
} else if (WIFSIGNALED(status)) {
    printf("child killed by signal %d (%s)", WTERMSIG(status), strsignal(WTERMSIG(status)));
#ifdef WCOREDUMP
    if (WCOREDUMP(status)) printf(" (core dumped)");
#endif
    printf("\n");
}

$ ./make_zombie
Child (PID=1014) exiting
  1014 pts/4    00:00:00 make_zombie <defunct>      # <defunct> = 僵尸
$ kill -9 1014                                      # 杀不掉
  1014 pts/4    00:00:00 make_zombie <defunct>
# 父退出后 init 收养 + wait → 僵尸清除

static void sigchldHandler(int sig) {
    int savedErrno = errno;                       /* handler 可能改 errno */
    while (waitpid(-1, NULL, WNOHANG) > 0)        /* 循环回收所有僵尸 */
        continue;
    errno = savedErrno;                           /* 恢复 errno */
}

int main(void) {
    struct sigaction sa = {0};
    sa.sa_handler = sigchldHandler;
    sigemptyset(&sa.sa_mask);
    sa.sa_flags = SA_RESTART | SA_NOCLDSTOP;      /* 不发 stop 通知 */
    sigaction(SIGCHLD, &sa, NULL);
    /* ... */
}
```

关键设计点：

* **`while` 循环**——标准信号不排队，多个子并发终止只发一次 SIGCHLD；handler 调用一次只能 wait 一次会漏回收。
* **`WNOHANG`**——非阻塞，没子可回收立即返回 0。
* **保存 errno**——waitpid 可能改 errno，主程序可能正在检查 errno。
* **`SA_NOCLDSTOP`**——不接收子 stop 通知（除非需要 job control）。
* **建立 handler 在 fork 之前**——Linux 不为已终止的子回送 SIGCHLD；建立 handler 后再 fork 才完整。

*When*：

* 长生命周期父——SIGCHLD handler 是「事件驱动 + 不阻塞」的标准模式。
* shell job control——SIGCHLD + SA_NOCLDSTOP 不设置 + WUNTRACED/WCONTINUED 检测子状态变化。

*Example*：第 26 章 Listing 26-5 `multi_SIGCHLD.c`——3 个子不同时间退出，handler 循环回收：

[source,bash]

*SIGCHLD 与 stopped 子*（§26.3.2）

* `SA_NOCLDSTOP` 不设置 → 子 stop 时父也收 SIGCHLD（job control 用）。
* `SA_NOCLDSTOP` 设置 → 只在子 terminate 时收 SIGCHLD。
* Linux 2.6.10+ 还发 SIGCHLD 给子 resume（SIGCONT）。

*SIGCHLD = SIG_IGN 自动回收*（§26.3.3）：

* 设置 `signal(SIGCHLD, SIG_IGN)` 或 `sigaction(... SIG_IGN)` → 子终止时立即清除，**不变僵尸**。
* 父 wait 返回 ECHILD。
* 这是「防止僵尸」的最简单方法——不需 handler。
* 但**默认 ignore**（SIGCHLD 默认动作）**不变僵尸**——必须显式 `SIG_IGN` 才生效。
* `SA_NOCLDWAIT` 标志等效（Linux 2.6+）。

*When*：

* 不关心子退出状态——用 SIG_IGN 或 SA_NOCLDWAIT 简化代码。
* daemon fork worker 后不想 wait——SIG_IGN 自动清理。

== 三、关键图表

(本章无独立编号图表)

[NOTE]
.wait status 4 情形与提取宏
====
[cols="1,2,3,2", options="header"]
|===
| 情形 | 判定宏 | 提取宏 | 状态字段含义

| 正常 exit | WIFEXITED | WEXITSTATUS | 0-255 的 exit status
| 被信号杀 | WIFSIGNALED | WTERMSIG / WCOREDUMP | 信号号 / 是否 core
| 被 stop | WIFSTOPPED | WSTOPSIG | 信号号（SIGSTOP/SIGTSTP 等）
| 被 SIGCONT 恢复 | WIFCONTINUED | - | -
|===
====

[NOTE]
.防止僵尸的三种方法
====
[cols="1,2,3", options="header"]
|===
| 方法 | 代码 | 优点 | 缺点

| wait/waitpid | 显式 wait 或 SIGCHLD handler 循环 | 保留子状态；可移植 | 需写 handler 或 wait
| SIGCHLD = SIG_IGN | signal(SIGCHLD, SIG_IGN) | 简单；不需 handler | 丢失子状态
| SA_NOCLDWAIT | sigaction flag | 等效 SIG_IGN 但可保留 handler | Linux 2.6+ 才完整
|===
====

== 四、思维导图

[source,mermaid]