小说python中的孤儿进程

僵尸进程，大家都会对其嗤之以鼻，敬而远之，毕竟臭名在外。

孤儿进程，大家对其都很宽容，甚至可以说是放纵，只因系统会收留。

然而，在实际应用中，孤儿进程虽然不会给系统造成直接性的危害，但更多时候会对业务造成一些影响，如当子进程为一个基于tcp的socket服务时，会造成主进程再次启动时无法启动，端口被占用。主进程退出了，子进程会因为无法获得某些资源，而变成业务上的"僵尸进程"，这实际也是资源浪费。对于一些有进程监控的服务来说，可能会造成业务主服务无法重启，或是进程不可控。

鉴于这些情况下，很多时候是不希望产生孤儿进程的，子进程应随父进程结束而结束。

本文就小说一把如何做一个有担当的"父亲"，不要不负责任的"一走了之"，随意丢弃自己的"孩子们"。

什么是孤儿进程

孤儿进程：一个父进程退出，而它的一个或多个子进程还在运行，那么那些子进程将成为孤儿进程。孤儿进程将被init进程(进程号为1)所收养，并由init进程对它们完成中止后的资源回收工作

通过下面的具体例子，具体看看

centralized_in_out 服务会启动8个子进程，父进程ID为5310，子进程ID为5312-5319

将父进程(5310)kill掉，可以看到子进程5312-5319全由ID为1的进程接管

如何做

上面看到子进程5312-5319被init进程接管了，但这不是我想要的结果，当前业务中，会再次拉起centralized_in_out服务，会再启动8个子进程，这样进程数太多，会失控，不符合业务需求。

我需要的是”父子共进退“，如何做呢？

豆瓣的工程师们，已经给出了解决办法，具体参见：

https://github.com/douban/CaoE

修改代码，用起来，效果如下

为什么

豆瓣工程师给出了解决办法，不能只拿来用用，得问几个为什么？通过什么实现的？为什么要这么做呢？

下面具体分析下实现方法：

1. 方法概述

实现思路是通过创建一个子进程和孙子进程，子进程会监控父进程的状态，当检测到父进程退出后，会给进程组发送信号通知杀死孙子进程及其子进程。

这里涉及到进程组和信号两个重要概念，下面具体阐述。

2. 概念阐述

进程组：每个进程都会属于一个进程组(process group)，每个进程组中可以包含多个进程。进程组会有一个领导进程 (process group leader)，领导进程的PID成为进程组的ID (process group ID, PGID)，用来标识进程组。

如下图所示，centralized_in_out服务父进程的ID为5538(它的PGID为5538)，子进程ID为5540(它的PGID为5540)，孙子进程的ID为5541(它的PGID为5540)，孙孙进程5542-5549的PGID都为5541

信号：具体概念这里不多说了，有些大，而且晦涩难懂。主要涉及信号定义和处理函数的注册绑定，后面结合代码具体说明

3. 实现详解

def install(fork=True, sig=SIGTERM):
    def _reg(gid):
        handler = make_quit_signal_handler(gid, sig)
        signal(SIGINT, handler)
        signal(SIGQUIT, handler)
        signal(SIGTERM, handler)
        signal(SIGCHLD, make_child_die_signal_handler(gid, sig))

    if not fork:
        _reg(os.getpid())
        return

    pid = os.fork()
    if pid == 0:
        # child process
        os.setpgrp()
        pid = os.fork()
        if pid != 0:
            # still in child process
            exit_when_parent_or_child_dies(sig)

        # grand child process continues...

    else:
        # parent process
        gid = pid
        _reg(gid)
        while True:
            pause()

通过两次fork，创建子进程(ID:5540)和孙进程(ID:5541)，

其中子进程中有重要的一步，os.setpgrp()将子进程的进程组ID(5540)设为当前进程组的ID，后面孙进程和孙孙进程的进程组ID都为5540。

子进程在exit_when_parent_or_child_dies方法中循环等待父进程状态，当PPID为1时，说明父进程已退出，通过killpg()将进程组中的所有进程(孙孙进程)杀死，然后自己退出。

def exit_when_parent_or_child_dies(sig):
    gid = os.getpgrp()
    signal(SIGCHLD, make_child_die_signal_handler(gid))

    try:
        import prctl
        signal(SIGHUP, make_quit_signal_handler(gid))
        # give me SIGHUP if my parent dies
        prctl.set_pdeathsig(SIGHUP)
        while True:
            pause()

    except ImportError:
        # fallback to polling status of parent
        while True:
            if os.getppid() == 1:
                # parent died, suicide
                signal(SIGTERM, SIG_DFL)
                os.killpg(gid, sig)
                sys.exit()
            time.sleep(PARENT_POLL_INTERVAL)

到此，整个流程就清晰了，通过设置孙进程和孙孙进程的进程组ID为子进程的进程ID，当主进程退出，子进程被init进程接管时，通过killpg将同一个进程组ID的孙进程和孙孙进程中止。

但如果仔细看代码，

exit_when_parent_or_child_dies方法中：

if os.getppid() == 1: 永远执行不到，因为父进程退出时，捕获如下信号

signal(SIGINT, handler)
signal(SIGQUIT, handler)
signal(SIGTERM, handler)
signal(SIGCHLD, make_child_die_signal_handler(gid, sig))

而这些信号处理方法中都会通过killpg杀死进程组，子进程也属于这个进程组，也会被kill掉。