Android Init进程对信号的处理流程详细介绍进程对信号的处理流程详细介绍
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Android Init进程对信号的处理流程进程对信号的处理流程
在Android中,当一个进程退出(exit())时,会向它的父进程发送一个SIGCHLD信号。父进程收到该信号后,会释放分配给该子进程的系统资源;
并且父进程需要调用wait()或waitpid()等待子进程结束。如果父进程没有做这种处理,且父进程初始化时也没有调用signal(SIGCHLD, SIG_IGN)来显
示忽略对SIGCHLD的处理,这时子进程将一直保持当前的退出状态,不会完全退出。这样的子进程不能被调度,所做的只是在进程列表中占据一个
位置,保存了该进程的PID、终止状态、CPU使用时间等信息;我们将这种进程称为“Zombie”进程,即僵尸进程。
在Linux中,设置僵尸进程的目的是维护子进程的一些信息,以供父进程后续查询获取。特殊的,如果一个父进程终止,那么它的所有僵尸子进程的
父进程将被设置为Init进程(PID为1),并由Init进程负责回收这些僵尸进程(Init进程将wait()/waitpid()它们,并清除它们在进程列表中的信息)。
由于僵尸进程仍会在进程列表中占据一个位置,而Linux所支持的最大进程数量是有限的;超过这个界限值后,我们就无法创建进程。所以,我们有
必要清理那些僵尸进程,以保证系统的正常运作。
接下来,我们分析下Init进程是如何处理SIGCHLD信号的。
在Init.cpp中,我们是通过signal_handler_init()来初始化SIGCHLD信号处理的:
void signal_handler_init() {
// Create a signalling mechanism for SIGCHLD.
int s[2];
//socketpair()创造一对未命名的、相互连接的UNIX域套接字
if (socketpair(AF_UNIX, SOCK_STREAM | SOCK_NONBLOCK | SOCK_CLOEXEC, 0, s) == -1) {
ERROR("socketpair failed: %s", strerror(errno));
exit(1);
}
signal_write_fd = s[0];
signal_read_fd = s[1];
// Write to signal_write_fd if we catch SIGCHLD.
struct sigaction act;
memset(&act, 0, sizeof(act));
act.sa_handler = SIGCHLD_handler;//设置信号处理函数句柄,当有信号产生时,会向上面创建的socket写入数据,epoll监控到该socket对中的fd可读时,就会调用注册的函数去处理该事件
act.sa_flags = SA_NOCLDSTOP;//设置标志,表示只有当子进程终止时才接受SIGCHID信号
sigaction(SIGCHLD, &act, 0);//初始化SIGCHLD信号处理方式
reap_any_outstanding_children();//处理这之前退出的子进程
register_epoll_handler(signal_read_fd, handle_signal);
}
我们通过sigaction()函数来初始化信号。在act参数中,指定了信号处理函数:SIGCHLD_handler();如果有信号到来,就会调用该函数处理;同时,
在参数act中,我们还设置了SA_NOCLDSTOP标志,表示只有当子进程终止时才接受SIGCHLD信号。
Linux中,信号是一种软中断,所以信号的到来会终止当前进程正在处理的操作。所以,我们在注册的信号处理函数中不要调一些不可重入的函数。
并且,Linux不会对信号做排队处理,在一个信号的处理期间不管再收到多少个信号,当前信号处理完毕后,内核也只会再发送一个信号给进程;所
以这里就存在信号丢失的可能。为了避免丢失信号,我们注册的信号处理函数操作应该越高效、越快越好。
而我们处理SIGCHLD信号时,父进程会做等待操作,这个时间是比较长的。为了解决这个问题,上面的信号初始化代码中创建了一对未命名且相关
联的本地socket用于线程间通信。注册的信号处理函数是SIGCHLD_handler():
static void SIGCHLD_handler(int) {
if (TEMP_FAILURE_RETRY(write(signal_write_fd, "1", 1)) == -1) {
ERROR("write(signal_write_fd) failed: %s", strerror(errno));
}
}
#define TEMP_FAILURE_RETRY(exp) \
({ \
decltype(exp) _rc; \
do { \
_rc = (exp); \
} while (_rc == -1 && errno == EINTR); \
_rc; \
})
当有信号到来时,只要向socket中写入数据,这个过程是很快的,此时信号的处理就转移到socket的响应中去进行了;这样就不会影响下一个信号的
处理。同时,write()函数外围嵌套了一个do...while循环,循环条件是write()发生错误且当前的错误号为EINTR(EINTR :此调用被信号所中断),
即当前write()是由于有中断到来而发生错误时,操作将再次执行;其他情况下,write()函数只会执行一次。再初始化完信号处理后,就会调用
reap_any_outstanding_children() 处理这之前的进程退出情况:
static void reap_any_outstanding_children() {
while (wait_for_one_process()) {
}
}
wait_for_one_process()主要调用waitpid()等待子进程结束,当该进程代表的服务需要重启时,会对它做一些设置、清理工作。
最后,通过epoll_ctl()向epoll_fd注册本地socket,监听其是否可读;并注册了epoll事件的处理函数:
register_epoll_handler(signal_read_fd, handle_signal);
void register_epoll_handler(int fd, void (*fn)()) {
epoll_event ev;
ev.events = EPOLLIN;//对文件描述符可读
ev.data.ptr = reinterpret_cast<void*>(fn);//保存指定的函数指针,用于后续的事件处理
if (epoll_ctl(epoll_fd, EPOLL_CTL_ADD, fd, &ev) == -1) {//向epoll_fd添加要监听的fd,比如property、keychord和signal事件监听