signal(SIGCHLD, SIG_IGN) 、signal(SIGPIPE, SIG_IGN)

本文探讨了并发服务器中信号处理的重要性,特别是在子进程管理和网络通信方面。通过设置SIGCHLD和SIGPIPE信号为SIG_IGN,可以有效避免僵尸进程的产生,并处理对端关闭连接后可能引发的SIGPIPE信号,确保服务器稳定运行。

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signal(SIGCHLD, SIG_IGN)

因为并发服务器常常fork很多子进程,子进程终结之后需要服务器进程去wait清理资源。如果将此信号的处理方式设为忽略,可让内核把僵尸子进程转交给init进程去处理,省去了大量僵尸进程占用系统资源。(Linux Only)

对于某些进程,特别是服务器进程往往在请求到来时生成子进程处理请求。如果父进程不等待子进程结束,子进程将成为僵尸进程(zombie)从而占用系统资源。如果父进程等待子进程结束,将增加父进程的负担,影响服务器进程的并发性能。在Linux下可以简单地将 SIGCHLD信号的操作设为SIG_IGN。

signal(SIGPIPE, SIG_IGN)

TCP是全双工的信道,可以看作两条单工信道, TCP连接两端的两个端点各负责一条。 当对端调用close时, 虽然本意是关闭整个两条信道,但本端只是收到FIN包. 按照TCP协议的语义,表示对端只是关闭了其所负责的那一条单工信道, 仍然可以继续接收数据。 也就是说, 因为TCP协议的限制, 一个端点无法获知对端的socket是调用了close还是shutdown。

对一个已经收到FIN包的socket调用read方法,如果接收缓冲已空,则返回0, 这就是常说的表示连接关闭。但第一次对其调用write方法时, 如果发送缓冲没问题,会返回正确写入(发送)。但发送的报文会导致对端发送RST报文,因为对端的socket已经调用了close,完全关闭, 既不发送,也不接收数据。所以, 第二次调用write方法(假设在收到RST之后),会生成SIGPIPE信号,导致进程退出。为了避免进程退出, 可以捕获SIGPIPE信号,或者忽略它, 给它设置SIG_IGN信号处理函数:

signal(SIGPIPE, SIG_IGN)

这样, 第二次调用write方法时,会返回-1, 同时errno置为SIGPIPE, 程序便能知道对端已经关闭。

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#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <sys/socket.h> #include <sys/wait.h> #include <sys/types.h> #include <errno.h> #include <fcntl.h> #include <netinet/in.h> #include <signal.h> #include "http.h" #include "multiProcess.h" #define MAX_CHILDREN 500 // 最大并发子进程数 #define MAX_WAIT_TIME 5 // 等待子进程退出的最长时间() static volatile sig_atomic_t num_children = 0; // 信号处理函数:回收僵尸进程 void sigchld_handler(int sig) { int saved_errno = errno; pid_t pid; int status; // 非阻塞方式回收所有已退出的子进程 while ((pid = waitpid(-1, &status, WNOHANG)) > 0) { if (WIFEXITED(status)) { printf("Child %d exited with status %d\n", pid, WEXITSTATUS(status)); } else if (WIFSIGNALED(status)) { printf("Child %d killed by signal %d\n", pid, WTERMSIG(status)); } num_children--; } errno = saved_errno; } // 信号处理函数:处理SIGTERM/SIGINT void sigterm_handler(int sig) { printf("Received signal %d, shutting down...\n", sig); // 这里可以添加清理代码 exit(EXIT_SUCCESS); } int multiProcessEntry() { int server_sock = -1; int port = 80; struct sockaddr_in client_name; socklen_t client_name_len = sizeof(client_name); // 设置信号处理 struct sigaction sa; sa.sa_handler = sigchld_handler; sigemptyset(&sa.sa_mask); sa.sa_flags = SA_RESTART | SA_NOCLDSTOP; if (sigaction(SIGCHLD, &sa, NULL) == -1) { perror("sigaction"); exit(EXIT_FAILURE); } // 设置终止信号处理 signal(SIGTERM, sigterm_handler); signal(SIGINT, sigterm_handler); signal(SIGPIPE, SIG_IGN); // 忽略SIGPIPE server_sock = startup(&port); printf("HTTP server running on port %d\n", port); // 设置监听套接字为非阻塞 int flags = fcntl(server_sock, F_GETFL, 0); fcntl(server_sock, F_SETFL, flags | O_NONBLOCK); while (1) { // 检查进程数限制 if (num_children >= MAX_CHILDREN) { // 等待部分子进程退出 printf("Reached max children (%d), waiting...\n", MAX_CHILDREN); sleep(1); continue; } int client_sock = accept(server_sock, (struct sockaddr *)&client_name, &client_name_len); if (client_sock == -1) { if (errno == EAGAIN || errno == EWOULDBLOCK) { // 没有新连接,短暂休眠后重试 usleep(10000); // 10ms continue; } perror("accept failed"); continue; } pid_t pid = fork(); if (pid < 0) { perror("fork failed"); close(client_sock); } else if (0 == pid) { // 子进程 // 关闭不需要的文件描述符 close(server_sock); // 处理请求 accept_request(client_sock); // 关闭客户端socket close(client_sock); // 子进程退出 exit(EXIT_SUCCESS); } else { // 父进程 // 关闭客户端socket(父进程不需要) close(client_sock); // 增加子进程计数 num_children++; printf("New child process %d (total: %d)\n", pid, num_children); } } // 等待所有子进程退出 while (num_children > 0) { printf("Waiting for %d children to exit...\n", num_children); sleep(1); } close(server_sock); return EXIT_SUCCESS; } 详细解释上面的代码,详细到每一个单词都要解释
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08-16
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