为什么子进程在接收到信号后不能继续运行？

Question

以下是我的代码。父进程fork出子进程。子进程暂停等待父进程发送信号给它，然后继续运行。我的问题是为什么子进程在父进程发送信号给它后没有继续运行。我错过或误解了什么吗？

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


void 
sigusr1( int pidno )
{
  printf("Catched\n");
}

int 
main()
{
  pid_t pid;

  signal( SIGUSR1, sigusr1 );
  if( (pid = fork()) == 0 ){
    pause();
  printf("Child\n"); 
  }

  kill( pid , SIGUSR1 ); //parent sends signal to child 
  pause();
}

- Janus.Le

Answer 1

以下是父进程的操作：

1. 创建一个子进程。
2. 向子进程发送SIGUSR1信号。
3. 等待一个信号。

以下是子进程的操作：

1. 等待一个信号。
2. 打印Child。
3. 调用kill(0, SIGUSR1)（0是子进程中pid的值）。使用进程ID为0调用kill会将信号发送给调用kill的进程所在的进程组中的每个进程。
4. 等待一个信号。

您的程序有多种可能的行为，这取决于父进程和子进程系统调用执行的顺序。根据您的操作系统版本、各种内核参数的微调、系统负载情况以及随机事件的影响，如果您多次运行程序或在调试器下运行程序，则可能观察到不同的行为。

如果父进程启动比子进程快，您可能会看到以下内容：

1. 父进程向子进程发送SIGUSR1信号。
2. 子进程接收到SIGUSR1信号并打印“Catched”。
3. 子进程调用“pause”函数。
4. 父进程调用“pause”函数。

按照这个执行顺序，父进程和子进程都会无限等待（这是死锁）。

如果子进程比父进程启动得更快，你可能会看到以下结果：

1. 子进程调用“pause”函数。
2. 父进程向子进程发送SIGUSR1信号。
3. 父进程调用“pause”函数。
4. 子进程被解除阻塞并打印“Catched”。
5. 子进程打印“Child”。
6. 子进程向进程组发送SIGUSR1信号。
7. 子进程打印“Catched”。
8. 子进程调用“pause”函数。
9. 父进程被解除阻塞并打印“Catched”。
10. 父进程退出。

我认为孩子没有退出的方法：它调用pause两次，虽然它可以接收多达两个信号，但其中一个是从它自己发送的（来自kill(0,SIGUSR1)），而这个信号是同步发送的，不是在执行pause期间发送的。

这个程序可能不是你想写的，但由于你没有描述期望的行为，所以无法确定你想写什么。我注意到你没有遵循fork程序的通常结构。

pid = fork();
if (pid < 0) {
    /*error handling*/
} else if (pid == 0) {
    /*child code*/
    exit(...); /*Usually, what follows the if is specific to the parent.*/
}

- Gilles 'SO- stop being evil'

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“kill”（即“发送信号”）被意外地调用了两次（一次在父进程中，一次在子进程中），这正是我一开始想说的。更糟糕的是，子进程（再次无意中）发送了一个“kill 0”。这是主要问题。第二个问题可能是行缓冲（影响显示的顺序和时间线）。 - paulsm4

当输出到终端时，stdout是行缓冲或无缓冲的；这在POSIX中有明确规定，在C语言中更为普遍（例如参见N1256 §7.19.3.7）。 - Gilles 'SO- stop being evil'

您的报价：“stdout是行缓冲或无缓冲的”。默认情况下，在几乎所有实现（X 终端，putty窗口，文本模式帧缓冲器等）中，对于几乎所有的*nix（包括Linux），stdio默认为“缓冲”。那么C99标准与“终端I/O”有什么关系？ - paulsm4

@14moose 当输出到终端时，Stdio默认使用行缓冲。在所有C实现中都是如此。这与C标准有关（我引用了C99，但C89有类似的语言），因为这是一个C程序（而POSIX通过引用包含了C标准）。 - Gilles 'SO- stop being evil'

Answer 2

试试这个：

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


void
sigusr1( int pidno )
{
  fprintf(stderr, "Caught\n");
}

int
main()
{
  pid_t pid;

  signal( SIGINT, sigusr1 );
  if( (pid = fork()) == 0 ){
    pause();
    fprintf(stderr, "Child\n");
  }
  else
  {
    fprintf(stderr, "Parent\n");
    kill( pid , SIGINT ); //parent sends signal to child
  }
  pause();
  return 0;
}

1. printf缓冲输入：也许正在调用它，但在您期望的时候没有显示。一个解决方法是使用fflush()。更好的解决方法是使用fprintf(stderr)，它首先不进行缓冲。

2. 您在父进程和子进程中都调用了kill()。我添加了一个else来消除这个问题。

3. 以下是示例输出：

gcc -Wall -g -o z z.c

./z
Parent
Caught
Child

- paulsm4

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谢谢。我复制了你的代码，但似乎在我的Mac上无法运行。 - Janus.Le

我认为原因是在暂停运行之前发送了信号。 - Janus.Le

#1 是错误的：如果程序在终端上打印，它将使用行缓冲。#2 是正确的，但我认为这不是整个问题的全部。 - Gilles 'SO- stop being evil'

@Gilles - 不，打印是有缓冲的。通常情况下缓冲是好的，但在多进程或多线程环境下可能会产生意外结果。而且，是的，原始代码中kill所在的位置就是主要问题所在。 - paulsm4

@Janus Le - "signal()"设置信号处理程序。"kill()"向进程发送信号。在“fork()”之前和随后的“pause()”之前调用signal是很好的。 - paulsm4