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面试题:C语言Linux C语言prefork模型进程恢复机制

假设在prefork模型下,子进程由于某种原因异常退出,阐述如何设计一个恢复机制使系统能够尽快重新启动子进程并恢复其原有工作状态,在C语言代码层面说明关键的数据结构和函数调用逻辑。
30.6万 热度难度
编程语言C

知识考点

AI 面试

面试题答案

一键面试
  1. 关键数据结构
    • 信号处理相关结构体struct sigaction用于设置信号处理函数。例如:
    struct sigaction sa;
    
    • 进程控制块相关:在waitpid函数中会涉及到用于获取子进程状态的int status变量,用于检查子进程退出原因等。
    int status;
    
  2. 函数调用逻辑
    • 信号处理函数注册
      • 使用sigemptyset初始化信号集,使用sigaction注册信号处理函数,处理子进程退出信号(如SIGCHLD)。
      void handle_child_exit(int signum) {
          pid_t pid;
          while ((pid = waitpid(-1, &status, WNOHANG)) > 0) {
              // 子进程异常退出,重新创建子进程
              if (WIFEXITED(status) && WEXITSTATUS(status) != 0) {
                  // 重新fork子进程
                  pid_t new_pid = fork();
                  if (new_pid == 0) {
                      // 子进程逻辑,恢复原有工作状态,例如重新加载业务模块等
                      // 假设这里有一个函数reload_work()用于恢复工作状态
                      reload_work();
                      exit(0);
                  }
              }
          }
      }
      
      int main() {
          struct sigaction sa;
          sa.sa_handler = handle_child_exit;
          sigemptyset(&sa.sa_mask);
          sa.sa_flags = SA_RESTART;
          sigaction(SIGCHLD, &sa, NULL);
          // 主进程prefork创建子进程逻辑
          for (int i = 0; i < num_child_processes; i++) {
              pid_t pid = fork();
              if (pid == 0) {
                  // 子进程工作逻辑
                  do_child_work();
                  exit(0);
              }
          }
          // 主进程其他逻辑
          while (1) {
              // 主进程可以做其他事情
              sleep(1);
          }
          return 0;
      }
      
    • waitpid函数:在信号处理函数中使用waitpid等待子进程退出,并且通过WIFEXITEDWEXITSTATUS等宏判断子进程是否正常退出以及退出状态。
    • fork函数:在子进程异常退出后,在信号处理函数中重新使用fork创建新的子进程,新子进程通过调用相应的函数(如上述reload_work函数模拟)来恢复原有工作状态。

以上代码通过信号处理机制,在子进程异常退出时及时捕获并重新创建子进程恢复工作状态。实际应用中,reload_workdo_child_work函数需要根据具体业务逻辑进行实现。