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[移动开发]Android init 进程重启service的机制

?在 init进程启动的第二阶段,会调用signal_handler_init(),装载子进程信号处理器,该函数定义于system/core/init/signal_handler.cpp中。

void signal_handler_init() {
    // Create a signalling mechanism for SIGCHLD.
    int s[2];
    //利用socketpair创建出已经连接的两个socket,分别作为信号的读、写端
    if (socketpair(AF_UNIX, SOCK_STREAM | SOCK_NONBLOCK | SOCK_CLOEXEC, 0, s) == -1) {
        PLOG(ERROR) << "socketpair failed";
        exit(1);
    }

    signal_write_fd = s[0];
    signal_read_fd = s[1];

    // Write to signal_write_fd if we catch SIGCHLD.
    struct sigaction act;
    memset(&act, 0, sizeof(act));
    //信号处理器对应的执行函数为SIGCHLD_handler
    //被存在sigaction结构体中,负责处理SIGCHLD消息
    act.sa_handler = SIGCHLD_handler;
    act.sa_flags = SA_NOCLDSTOP;
    //调用信号安装函数sigaction,将监听的信号及对应的信号处理器注册到内核中
    sigaction(SIGCHLD, &act, 0);

    //用于终止出现问题的子进程,详细代码于后文分析。
    ServiceManager::GetInstance().ReapAnyOutstandingChildren();

    //注册epoll处理函数handle_signal
    register_epoll_handler(signal_read_fd, handle_signal);
}

其中,SIGCHLD_handler函数会在init收到子进程的SIGCHILD信号时被调用,定义为

static void SIGCHLD_handler(int) {
    if (TEMP_FAILURE_RETRY(write(signal_write_fd, "1", 1)) == -1) {
        PLOG(ERROR) << "write(signal_write_fd) failed";
    }
}

?handle_signal函数会在epoll到signal_read_fd中有数据时被调用,定义于system/core/init/signal_handler.cpp中:

static void handle_signal() {
    // Clear outstanding requests.
    char buf[32];
    read(signal_read_fd, buf, sizeof(buf));

    ServiceManager::GetInstance().ReapAnyOutstandingChildren();
}

至此,结合上文我们知道:
当init进程调用signal_handler_init后,一旦收到子进程终止带来的SIGCHLD消息后,
将利用信号处理者SIGCHLD_handler向signal_write_fd写入信息;
由于绑定的关系,epoll句柄将监听到signal_read_fd收到消息,
于是将调用handle_signal进行处理。

整个过程可以用以下图片来描述

?在ServiceManager::GetInstance().ReapAnyOutstandingChildren();函数中,会调用waitpid(-1, &status, WNOHANG)来获取退出的子进程id以便后续处理。

在经过内核的学习后,我们知道,退出的子进程自身是不能释放自己的系统堆栈和task_struct结构体的。一方面是因为task_struct结构体中有一些统计信息,需要归入父进程。另外一方面在发生中断和系统调用时,会使用当前进程的系统堆栈,如果此时释放了,就没有一个“当前进程”了,这样就造成了”空洞“。因此子进程通过发送SIGCHILD信号,通知父进程来料理后事。而父进程则可以通过wait4系统调用来等待子进程的退出,并进行相应的回收工作。

当进程从系统调用中断或异常返回时,会调用do_signal来处理信号,如果父进程定义了SIGCHILD的处理函数为SIG_IGN,则会调用sys_wait4(-1, NULL, WNOHANG ,NULL)来检查是否有TASK_ZOMBIE状态的子进程,如果存在则对其进行回收以及统计信息的处理,从此,退出的子进程就再也不存在了。

那么既然内核原生完全可以处理子进程退出,不至于造成僵尸进程,为什么android还要重新定义SIGCHILD并且手动调用waitpid呢?答案其实很简单,内核对于子进程退出的处理主要有两部分:

1.子进程释放用户空间的内存以及文件fd信号量等资源

2.父进程释放子进程的系统堆栈和进程控制块

这两项处理都能保证子进程正常退出,但是android对于service还有其他一些管理,比如根据initrc文件的定义,退出后的service是否需要重启,重启时是否有onestart命令需要执行等等是原生Linux没有做的。

还有个疑问需要实验,如果父进程重新定义了SIGCHILD的处理函数,即struct_task结构体中对应的sig_handler[]函数指针不为SIG_IGN,那么是否一定需要手动调用wait4呢?

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加:2021-08-16 11:52:22  更:2021-08-16 11:52:30 
 
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