Jul 11

生人勿近之Linux里养僵尸 不指定

felix021 @ 2020-7-11 20:22 [IT » 操作系统] 评论(0) , 引用(0) , 阅读(331) | Via 本站原创 | |
Linux里养僵尸是怎么回事呢?Linux相信大家都很熟悉,但是Linux里养僵尸是怎么回事呢,下面就让小编带大家一起了解吧。


# - 1 -

上一篇挖了个 SIGHUP 的坑,这篇试着填一下。

之前在《程序员面试指北:面试官视角》里面说过,在结构化面试中,我们会从各个方向去考查候选人,其中之一是操作系统。

上篇介绍了一套题,我还有另一套,一般这么开场:

在终端下启动一个命令,如果在命令结束前关掉终端,它还能正常运行吗?

点击在新窗口中浏览此图片


# - 2 -

这其实是一个很常见的case,但凡 Linux 或者 Mac 用得多一点,都会遇到。

在我还是一个穷酸学生的2009年,每个月都需要支付 20 元巨款(当时能买3根鸭脖),通过一个禁止分享网络的认证客户端接入校园网。

为了共建和谐宿舍 节省网费 ,我历经千辛万苦,交叉编译开源的Linux认证客户端,集成到固件里,并刷到了我的 NETGEAR 路由器上。

然后山水 BBS 的 Linux 版主把我的帖子置顶了 11 年。可见他有多痛恨禁止共享网络

这么一回忆,感觉自己的共享经济思维真是前卫,当时怎么就没想到去搞共享单车呢?

点击在新窗口中浏览此图片

扯远了,在捣腾的过程中,我就踩了这么个坑:当我ssh到路由器上、刚启动认证时,能够正常联网;但是退出ssh后一会,网就断了。

经过一番捣腾后发现,只要一退出ssh,认证程序就凉了,而不是继续在后台保持和认证服务器的通信。


# - 3 -

所以前面那个问题,我以为大部分候选人应该会回答“否”,但没想到竟然还有不少人回答“是”。

其实回答“是”也没什么错,因为确实也有些命令不会随着终端关闭而结束。

问题是当我追问当时执行的是什么命令时,候选人往往又说不出个所以然来。

点击在新窗口中浏览此图片
(借学长的表情一用)

然后我就感到很强的挫败感:这不按剧本来,没法问了啊……只好换题。

当然大部分候选人确实被坑过,于是我可以接着问:

如果确实需要在后台继续执行命令怎么办呢?

有些人只记得要在后面加个 & ;但也有不少人知道前面还得加个 nohup,就像这样:

$ nohup python process.py &
[1] 1806824
nohup: ignoring input and appending output to 'nohup.out'


注:其实我更喜欢 screen(或 tmux),偶尔也用 setsid 。

然后就可以放心地关闭终端 开始放羊 了。

但我的套题还没结束:为什么加上 nohup 就可以让进程在后台继续运行呢?

点击在新窗口中浏览此图片
(这表情熟悉吗)


# - 4 -

铺垫了这么多,总算是可以开始填坑了。

答案其实很好找,man nohup 就能看到:

引用
The nohup utility invokes utility with its arguments and at this time sets the signal SIGHUP to be ignored


nohup工具在启动命令的同时会将 SIGHUP 信号设置为忽略。
而关于 SIGHUP,Wikipedia原文是这样介绍的:

引用
On POSIX-compliant platforms, SIGHUP ("signal hang up") is a signal sent to a process when its controlling terminal is closed.

wikipedia.org/wiki/SIGHUP


对于 POSIX 兼容的平台(如Unix、Linux、BSD、Mac),当进程所在的控制终端关闭时,系统会给进程发送 SIGHUP 信号(Signal Hang Up,挂断信号)。

为什么叫 SIGHUP 呢?(严正申明:这一问不在套题里[doge])

我们知道,在上古时代,捉 bug 就已经是码农的必备技能(更准确地说是 moth)。

点击在新窗口中浏览此图片
(我总觉得这个图是假的)

到了远古时代,他们不再需要去机房,通过基于 RS-232 协议的串行线路连接到大型机的终端上,就可以开始收福报。

收完福报,程序员通知自己的猫(modem)挂断(Hang Up)连接;大型机的 OS 检测到连接断开,就会给进程发送信号 —— 所以这信号被称为 SIGHUP 。

这果然是毫无卵用的知识啊。

点击在新窗口中浏览此图片


# - 5 -

很多同学在操作系统的课程上学习了“进程间的通信方式有信号、管道、消息队列、共享内存……”,但是对信号到底是个什么东西,并没有现实的概念。

课堂教学的理论和实践往往是割裂的,在此特别推荐《Unix环境高级编程》(简称APUE)。

APUE在 1.9 - 信号 中写到:信号是通知进程已发生某种条件的一种技术。

而在 Linux/Unix 下,进程对信号的处理有三种选择:

* 按系统默认方式处理
* 提供一个回调函数
* 或忽略该信号(有些信号例外,不允许被忽略)

以 SIGHUP 信号为例,系统默认处理方式就是结束进程

当然终端下打开的第一个进程通常都是shell(例如bash)。shell会给 SIGHUP 信号注册一个回调函数,用于给该 shell 下所有的子进程发送 SIGHUP 信号,然后再主动退出。

对于求生欲很强的程序(例如nohup),可以主动选择忽略该信号

有一些进程本来就被设计成在后台运行,不需要控制终端,因此它们将 SIGHUP 挪作它用,一个常见的用法就是重新读取配置文件(例如Apache、Nginx),上篇提到的 logrotate 正是利用了这一点。

终于填完了坑。

# - 6 -

说了这么多都还是纸上谈兵,实操中如何主动忽略 SIGHUP 呢?

实际上也很简单,使用 Linux 的 signal 系统调用即可:

#include <signal.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    signal(SIGHUP, SIG_IGN);
    sleep(1000);
    return 0;
}


不妨试试看,编译运行起来,即使关闭终端,它也会在后台继续运行。

signal 也可以用于指定回调函数(或重置为系统默认处理方式),这里就不展开了,感兴趣的同学可以参考 APUE 里的代码,以及阅读 signal 的manual。

使用回调函数还需要注意一个坑:

由于回调函数可能在任意时刻被触发,因此要避免调用不可重入的函数(典型如printf)。常见的做法是 set 一个 flag,然后在程序的主循环中检测该 flag,再按需执行相应任务。

# - 7 -

SIGHUP 只是常见的一个信号,在 Linux 下,信号还有大量其他的场景和应用。

当你按下 Ctrl + C ,就是给进程发送了一个 SIGINT 信号。

当你执行 kill -TERM $PID,就是给进程发送了一个 SIGTERM 信号。可能和你期望有出入的是,SIGTERM 是可以被进程忽略的。所以有时候你得用 SIGKILL (kill -9) 。

你还可以使用可自定义的 SIGUSR1、SIGUSR2、SIGURG 来实现一些功能,比如《踩坑记#2:Go服务锁死》中提到 Golang 在其 goroutine 调度中使用了 SIGURG 。

# - 8 -

这次就不总结了,最后再用一个和信号有关的 case 收尾。

Linux 内核会为每一个进程分配一个 task_struct 结构体,用于保存进程的相关信息。

在进程死亡后,系统会发送一个 SIGCHLD 信号给它的父进程。

正确的父进程实现,通常应当使用 wait 系统调用来给子进程收尸 —— 父进程往往需要知道子进程结束这个事件,而且可能还需要得知其退出原因(exit code)。

然后内核才会将对应的 task_struct 释放。

如果父进程没有收尸,task_struct 里的 state 会一直保持为 EXIT_ZOMBIE,这时在 ps 或 top 等命令里,就可以看到该进程的状态为 Z ,而且无法被 kill 。

这就是所谓的僵尸进程,这时候你找九叔都没用。

点击在新窗口中浏览此图片
(大半夜找这图还挺渗人的)

所以Linux里养僵尸,其实就是子进程死了父进程不收尸,大家可能会很惊讶Linux里怎么会养僵尸呢?但事实就是这样,小编也感到非常惊讶。

这就是关于Linux里养僵尸的事情了,大家有什么想法呢,欢迎在评论区告诉小编一起讨论哦!

---

推荐阅读

* 程序员面试指北:面试官视角
* 踩坑记:go服务内存暴涨
* TCP:学得越多越不懂
* UTF-8:一些好像没什么用的冷知识
* [译] C程序员该知道的内存知识 (1)




欢迎扫码关注:




转载请注明出自 ,如是转载文则注明原出处,谢谢:)
RSS订阅地址: https://www.felix021.com/blog/feed.php
发表评论
表情
emotemotemotemotemot
emotemotemotemotemot
emotemotemotemotemot
emotemotemotemotemot
emotemotemotemotemot
打开HTML
打开UBB
打开表情
隐藏
记住我
昵称   密码   *非必须
网址   电邮   [注册]