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在 Go 程序當(dāng)中，如果我們要執(zhí)行命令時，通常會使用 exec.Command ，也比較好用，通常狀況下，可以達(dá)到我們的目的，如果我們邏輯當(dāng)中，需要終止這個進(jìn)程，則可以快速使用 cmd.Process.Kill() 方法來結(jié)束進(jìn)程。但當(dāng)我們要執(zhí)行的命令會啟動其他子進(jìn)程來操作的時候，會發(fā)生什么情況？
一 孤兒進(jìn)程的產(chǎn)生
測試小程序：
func kill(cmd *exec.Cmd) func() {
return func() {
if cmd != nil {
cmd.Process.Kill()
}
}
}
func main() {
cmd := exec.Command("/bin/bash", "-c", "watch top >top.log")
time.AfterFunc(1*time.Second, kill(cmd))
err := cmd.Run()
fmt.Printf("pid=%d err=%s\n", cmd.Process.Pid, err)
}
執(zhí)行小程序：
go run main.go
pid=27326 err=signal: killed
查看進(jìn)程信息：
ps -j
USER PID PPID PGID SESS JOBC STAT TT TIME COMMAND
king 24324 1 24303 0 0 S s012 0:00.01 watch top
可以看到這個 "watch top" 的 PPID 為 1，說明這個進(jìn)程已經(jīng)變成了 “孤兒” 進(jìn)程。
二 通過進(jìn)程組來解決掉所有子進(jìn)程
在 linux 當(dāng)中，是有會話、進(jìn)程組和進(jìn)程組的概念，并且 Go 也是使用 linux 的 kill(2) 方法來發(fā)送信號的，那么是否可以通過 kill 來將要結(jié)束進(jìn)程的子進(jìn)程都結(jié)束掉？
linux 的 kill(2) 的定義如下：
#include <signal.h>
int kill(pid_t pid, int sig);
如果 pid 為正數(shù)的時候，會給指定的 pid 發(fā)送 sig 信號，如果 pid 為負(fù)數(shù)的時候，會給這個進(jìn)程組發(fā)送 sig 信號，那么我們可以通過進(jìn)程組來將所有子進(jìn)程退出掉？改一下 Go 程序中 kill 方法：
func kill(cmd *exec.Cmd) func() {
return func() {
if cmd != nil {
// cmd.Process.Kill()
syscall.Kill(-cmd.Process.Pid, syscall.SIGKILL)
}
}
}
func main() {
cmd := exec.Command("/bin/bash", "-c", "watch top >top.log")
time.AfterFunc(1*time.Second, kill(cmd))
err := cmd.Run()
fmt.Printf("pid=%d err=%s\n", cmd.Process.Pid, err)
}
再次執(zhí)行：
go run main.go
會發(fā)現(xiàn)程序卡住了，我們來看一下當(dāng)前執(zhí)行的進(jìn)程：
ps -j
USER PID PPID PGID SESS JOBC STAT TT TIME COMMAND
king 27655 91597 27655 0 1 S+ s012 0:01.10 go run main.go
king 27672 27655 27655 0 1 S+ s012 0:00.03 ..../exe/main
king 27673 27672 27655 0 1 S+ s012 0:00.00 /bin/bash -c watch top >top.log
king 27674 27673 27655 0 1 S+ s012 0:00.01 watch top
可以看到我們 go run 產(chǎn)生了一個子進(jìn)程 27672（command 那里是 go 執(zhí)行的臨時目錄，比較長，因此添加了省略號），27672 產(chǎn)生了 27673（watch top >top.log）進(jìn)程，27673 產(chǎn)生了 27674（watch top）進(jìn)程。那為什么沒有將這些子進(jìn)程都關(guān)閉掉呢？
其實之類犯了一個低級錯誤，從上圖中，我們可以看到他們的進(jìn)程組 ID 為 27655，但是我們傳遞的是 cmd 的 id 即 27673，這個并不是進(jìn)程組的 ID，因此程序并沒有 kill，導(dǎo)致 cmd.Run() 一直在執(zhí)行。
在 Linux 中，進(jìn)程組中的第一個進(jìn)程，被稱為進(jìn)程組 Leader，同時這個進(jìn)程組的 ID 就是這個進(jìn)程的 ID，從這個進(jìn)程中創(chuàng)建的其他進(jìn)程，都會繼承這個進(jìn)程的進(jìn)程組和會話信息；從上面可以看出 go run main.go 程序 PID 和 PGID 同為 27655，那么這個進(jìn)程就是進(jìn)程組 Leader，我們不能 kill 這個進(jìn)程組，除非想“自殺”，哈哈哈。
那么我們給要執(zhí)行的進(jìn)程，新建一個進(jìn)程組，在 Kill 不就可以了嘛。在 linux 當(dāng)中，通過 setpgid 方法來設(shè)置進(jìn)程組 ID，定義如下：
#include <unistd.h>
int setpgid(pid_t pid, pid_t pgid);
如果將 pid 和 pgid 同時設(shè)置成 0，也就是 setpgid(0,0)，則會使用當(dāng)前進(jìn)程為進(jìn)程組 leader 并創(chuàng)建新的進(jìn)程組。
那么在 Go 程序中，可以通過 cmd.SysProcAttr 來設(shè)置創(chuàng)建新的進(jìn)程組，修改后的代碼如下：
func kill(cmd *exec.Cmd) func() {
return func() {
if cmd != nil {
// cmd.Process.Kill()
syscall.Kill(-cmd.Process.Pid, syscall.SIGKILL)
}
}
}
func main() {
cmd := exec.Command("/bin/bash", "-c", "watch top >top.log")
cmd.SysProcAttr = &syscall.SysProcAttr{
Setpgid: true,
}
time.AfterFunc(1*time.Second, kill(cmd))
err := cmd.Run()
fmt.Printf("pid=%d err=%s\n", cmd.Process.Pid, err)
}
再次執(zhí)行：
go run main.go
pid=29397 err=signal: killed
再次查看進(jìn)程：
ps -j
USER PID PPID PGID SESS JOBC STAT TT TIME COMMAND
發(fā)現(xiàn) watch 的進(jìn)程都不存在了，那我們在看看是否還會有孤兒進(jìn)程：
# 由于我測試的環(huán)境是mac，因此這個腳本只能在mac執(zhí)行
ps -j | head -1;ps -j | awk '{if ($3 ==1 && $1 !="root"){print $0}}' | head
USER PID PPID PGID SESS JOBC STAT TT TIME COMMAND
已經(jīng)沒有孤兒進(jìn)程了，問題至此已經(jīng)完全解決。
三 子進(jìn)程監(jiān)聽父進(jìn)程是否退出(只能在 linux 下執(zhí)行)
假設(shè)要調(diào)用的程序也是我們自己寫的其他應(yīng)用程序，那么可以使用 Linux 的 prctl 方法來處理， prctl 方法的定義如下：
#include <sys/prctl.h>
int prctl(int option, unsigned long arg2, unsigned long arg3,
unsigned long arg4, unsigned long arg5);
這個方法有一個重要的 option：PR_SET_PDEATHSIG，通過這個來接收父進(jìn)程的退出。
讓我們來再次構(gòu)造一個有問題的程序。
有兩個文件，分別為 main.go 和 child.go 文件，main.go 會調(diào)用 child.go 文件。
main.go 文件：
package main
import (
"os/exec"
)
func main() {
cmd := exec.Command("./child")
cmd.Run()
}
child.go 文件：
package main
import (
"fmt"
"time"
)
func main() {
for {
time.Sleep(200 * time.Millisecond)
fmt.Println(time.Now())
}
}
在 Linux 環(huán)境中分別編譯這兩個文件：
// 編譯 main.go 生成 main 二進(jìn)制文件
go build -o main main.go
// 編譯 child.go 生成 child 二進(jìn)制文件
go build -o child child.go
執(zhí)行 main 二進(jìn)制文件：
./main &
查看他們的進(jìn)程：
ps -ef
UID PID PPID C STIME TTY TIME CMD
root 1 0 0 06:05 pts/0 00:00:00 /bin/bash
root 11514 1 0 12:12 pts/0 00:00:00 ./main
root 11520 11514 0 12:12 pts/0 00:00:00 ./child
可以看到 main 和 child 的進(jìn)程，child 是 main 的子進(jìn)程，我們將 main 進(jìn)程 kill 掉，在查看進(jìn)程狀態(tài)：
kill -9 11514
ps -ef
UID PID PPID C STIME TTY TIME CMD
root 1 0 0 06:05 pts/0 00:00:00 /bin/bash
root 11520 1 0 12:12 pts/0 00:00:00 ./child
我們可以看到 child 的進(jìn)程，他的 PPID 已經(jīng)變成了 1，說明這個進(jìn)程已經(jīng)變成了孤兒進(jìn)程。
那接下來我們可以使用 PR_SET_PDEATHSIG 來保證父進(jìn)程退出，子進(jìn)程也退出，大致方式有兩種：使用 CGO 調(diào)用和使用 syscall.RawSyscall 來調(diào)用。
1 使用 CGO
將 child 修改成如下內(nèi)容：
import (
"fmt"
"time"
)
// #include <stdio.h>
// #include <stdlib.h>
// #include <sys/prctl.h>
// #include <signal.h>
//
// static void killTest() {
// prctl(PR_SET_PDEATHSIG,SIGKILL);
// }
import "C"
func main() {
C.killTest()
for {
time.Sleep(200 * time.Millisecond)
fmt.Println(time.Now())
}
}
程序中，使用 CGO，為了簡單的展示，在 Go 文件中編寫了 C 的 killTest 方法，并調(diào)用了 prctl 方法，然后在 Go 程序中調(diào)用 killTest 方法，讓我們重新編譯執(zhí)行一下，再看看進(jìn)程：
go build -o child child.go
./main &
ps -ef
UID PID PPID C STIME TTY TIME CMD
root 1 0 0 06:05 pts/0 00:00:00 /bin/bash
root 11663 1 0 12:28 pts/0 00:00:00 ./main
root 11669 11663 0 12:28 pts/0 00:00:00 ./child
再次 kill 掉 main，并查看進(jìn)程：
kill -9 11663
ps -ef
UID PID PPID C STIME TTY TIME CMD
root 1 0 0 06:05 pts/0 00:00:00 /bin/bash
可以看到 child 的進(jìn)程也已經(jīng)退出了，說明 CGO 調(diào)用的 prctl 生效了。
2 syscall.RawSyscall 方法
也可以采用 Go 中提供的 syscall.RawSyscall 方法來替代調(diào)用 CGO，在 Go 的文檔中，可以查看到 syscall 包中定義的常量（查看 linux，如果是本地 godoc，需要指定 GOOS=linux），可以看到我們要用的幾個常量以及他們對應(yīng)的數(shù)值：
// 其他內(nèi)容省略掉了
const(
....
PR_SET_PDEATHSIG = 0x1
....
)
const(
.....
SYS_PRCTL = 157
.....
)
其中 PR_SET_PDEATHSIG 操作的值為 1，SYS_PRCTL 的值為 157，那么將 child.go 修改成如下內(nèi)容：
package main
import (
"fmt"
"os"
"syscall"
"time"
)
func main() {
_, _, errno := syscall.RawSyscall(uintptr(syscall.SYS_PRCTL), uintptr(syscall.PR_SET_PDEATHSIG), uintptr(syscall.SIGKILL), 0)
if errno != 0 {
os.Exit(int(errno))
}
for {
time.Sleep(200 * time.Millisecond)
fmt.Println(time.Now())
}
}
再次編譯并執(zhí)行：
go build -o child child.go
./main &
ps -ef
UID PID PPID C STIME TTY TIME CMD
root 1 0 0 06:05 pts/0 00:00:00 /bin/bash
root 12208 1 0 12:46 pts/0 00:00:00 ./main
root 12214 12208 0 12:46 pts/0 00:00:00 ./child
將 main 進(jìn)程結(jié)束掉：
kill -9 12208
ps -ef
UID PID PPID C STIME TTY TIME CMD
root 1 0 0 06:05 pts/0 00:00:00 /bin/bash
child 進(jìn)程已經(jīng)退出了，也達(dá)成了最終效果。
四 總結(jié)
當(dāng)我們使用 Go 程序執(zhí)行其他程序的時候，如果其他程序也開啟了其他進(jìn)程，那么在 kill 的時候可能會把這些進(jìn)程變成孤兒進(jìn)程，一直執(zhí)行并滯留在內(nèi)存中。當(dāng)然，如果我們程序非法退出，或者被 kill 調(diào)用，也會導(dǎo)致我們執(zhí)行的進(jìn)程變成孤兒進(jìn)程，那么為了解決這個問題，從兩個思路來解決：
給要執(zhí)行的程序創(chuàng)建新的進(jìn)程組，并調(diào)用 syscall.Kill，傳遞負(fù)值 pid 來關(guān)閉這個進(jìn)程組中所有的進(jìn)程（比較完美的解決方法）。
如果要調(diào)用的程序也是我們自己編寫的，那么可以使用 PR_SET_PDEATHSIG 來感知父進(jìn)程退出，那么這種方式需要調(diào)用 Linxu 的 prctrl，可以使用 CGO 的方式，也可以使用 syscall.RawSyscall 的方式。
但不管使用哪種方式，都只是提供了一種思路，在我們編寫服務(wù)端服務(wù)程序的時候，需要特殊關(guān)注，防止孤兒進(jìn)程消耗服務(wù)器資源。
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