Linux:对有关 SIGCHLD 的深层理解

从 signal(SIGCHLD, SIG_IGN) 说起：默认忽略为什么不等于自动回收子进程？

很多人第一次看到这行代码都会疑惑：

signal(SIGCHLD, SIG_IGN);

然后问：

SIGCHLD 的默认动作不就是忽略吗？那这行是不是脱裤子放屁？

答案很关键：

SIGCHLD 默认动作是"忽略信号"，但默认忽略并不会自动回收子进程。显式设置 SIG_IGN 或 SA_NOCLDWAIT，才会让内核自动回收子进程，避免僵尸。

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一、前置知识：子进程退出后发生了什么？

在 Linux 中，父进程 fork() 出子进程。子进程退出后，并不是立刻从系统里彻底消失。

子进程退出时，内核会：

1. 释放子进程的大部分资源，比如内存、文件描述符等；
2. 保留一小部分信息，比如退出状态、PID、资源使用统计；
3. 等待父进程调用 wait() 或 waitpid() 来读取这些信息。

在父进程调用 wait 之前，这个已经退出但还没被回收的子进程，就是僵尸进程。

用 ps 看，它的状态通常是 Z：

PID   PPID  STAT  CMD
1234  1000  Z     [child] <defunct>

僵尸进程不占内存，但占 PID 和内核进程表项。如果大量产生又不回收，可能耗尽系统资源。

如果父进程先退出，子进程会被 init 或 systemd 收养，之后由它们负责回收。

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二、SIGCHLD 是什么？

SIGCHLD 是父进程收到的一种信号，用来通知：

你的某个子进程终止了、停止了，或者继续运行了。

它的默认动作是 Ign，也就是忽略。

但这里的"忽略"很容易被误解。

默认忽略的意思是：

如果没有特别设置，内核不会因为子进程退出而给父进程执行什么默认处理动作。

它不表示：

子进程退出后内核自动回收，不产生僵尸。

这是核心区别。

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三、关键区别：默认 Ign 与显式 SIG_IGN

对比一下：

行为	SIGCHLD 默认动作	显式 signal(SIGCHLD, SIG_IGN) 或 SA_NOCLDWAIT
子进程退出后	变成僵尸，等待父进程 wait	内核自动回收，不产生僵尸
父进程 wait	可以拿到退出状态	通常返回 -1，errno = ECHILD
主要用途	默认行为	明确表示：我不关心子进程退出状态

所以：

signal(SIGCHLD, SIG_IGN);

不是简单地"忽略一个本来就忽略的信号"，而是告诉内核：

这些子进程退出后不用保留状态了，直接回收，别留僵尸。

POSIX 对这一点有规定：如果 SIGCHLD 被设置为 SIG_IGN，或者通过 sigaction 设置了 SA_NOCLDWAIT，子进程退出时不会变成僵尸，wait 会失败并返回 ECHILD。

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四、实验：不回收 和 显式忽略

1. 不调用 wait，产生僵尸

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

int main(void) {
    pid_t pid = fork();

    if (pid < 0) {
        perror("fork");
        exit(1);
    }

    if (pid == 0) {
        puts("child exiting");
        _exit(0);
    }

    printf("parent sleeping, child pid = %d\n", pid);
    sleep(30);
    return 0;
}

运行后，另开终端查看：

ps -o pid,ppid,stat,cmd

你会看到子进程状态是 Z，也就是僵尸。

2. 显式设置 SIG_IGN，自动回收

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

int main(void) {
    signal(SIGCHLD, SIG_IGN);

    pid_t pid = fork();

    if (pid < 0) {
        perror("fork");
        exit(1);
    }

    if (pid == 0) {
        _exit(0);
    }

    printf("parent sleeping, child pid = %d\n", pid);
    sleep(30);
    return 0;
}

这次子进程退出后不会留下僵尸。

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五、那如果我关心子进程退出状态怎么办

如果只是不想要僵尸，SIG_IGN 很省事。

但如果你需要知道：

• 子进程是正常退出还是被信号杀死；
• 退出码是多少；
• 哪个子进程退出了；

那就不能简单 SIG_IGN，因为退出状态会被丢弃。

正确做法通常是：注册 SIGCHLD 处理函数，在 handler 里循环调用 waitpid 回收。

#include <errno.h>
#include <signal.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>

static void sigchld_handler(int sig) {
    (void)sig;

    int saved_errno = errno;
    pid_t pid;
    int status;

    while ((pid = waitpid(-1, &status, WNOHANG)) > 0) {
        if (WIFEXITED(status)) {
            printf("child %d exited, code = %d\n",
                   (int)pid, WEXITSTATUS(status));
        } else if (WIFSIGNALED(status)) {
            printf("child %d killed by signal %d\n",
                   (int)pid, WTERMSIG(status));
        }
    }

    errno = saved_errno;
}

int main(void) {
    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(1);
    }

    for (int i = 0; i < 3; i++) {
        pid_t pid = fork();
        if (pid == 0) {
            sleep(i + 1);
            _exit(i);
        }
    }

    sleep(10);
    return 0;
}