Unix多进程编程-wait和waitpid

最新推荐文章于 2023-03-22 16:22:22 发布

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#unix多进程编程 #wait #waitpid

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本文详细介绍了wait和waitpid函数的功能与用法，包括如何通过这些函数控制进程间的同步，以及不同参数设置对进程等待行为的影响。

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wait()函数

所需头文件:#include <sys/types.h> #include<sys/wait.h>
函数原型:pid_t wait(int *status)
作用:wait()函数会暂停当前进程的执行，直到有子进程的结束，此时wait()函数会返回子进程结束状态值，由status接收，如果对这个子进程是如何结束的并不关心，那么这个参数也可以设为NULL。如果执行成功会返回子进程的PID，有错返回-1。
例子:

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
int main()
{
    pid_t pid;
    pid = fork();
    if(pid == (pid_t)0) //如果是子进程
    {
        printf("this is the child process!\n");
        sleep(5);  //等待5秒
    }
    else
    {
        wait(NULL); 
        printf("this is the father process!\n");
    }   
    return 0;
}

输出结果:

this is the child process!  
this is the father process！

运行这段代码会得到这样的结果，但是可以发现，第二个输出this is the father process!，会等待5秒再输出。这是因为wait()函数会等待子进程的结束当前进程再继续进行，否则当前进程一直处于堵塞状态。当我们调用fork()函数，成功地拷贝出来另一个子进程时，父子进程会各自完成各自的代码，当父进程遇到wait()函数时，会处于堵塞状态，等待子进程的结束才继续向下执行。

waitpid()函数

所需头文件:#include <sys/types.h> #include <sys/wait.h>
函数原型:pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options)
作用: 作用和wait()函数类似，只是多了两个参数pid和options，pid参数的含义是传入想要等待结束的子进程识别码，options参数可以进行一些特殊的处理，可以填0表示没有选项，多个选项之间可以用或(|)隔开。如果执行成功则返回子进程的PID, 如果有错误发生则返回-1，另外如果设置了WNOHANG参数，没有结束的子进程的话就返回0。
有以下这4种pid:

pid<-1 等待指定进程组ID为pid的绝对值的任何子进程.
pid=-1 等待任何子进程, 相当于wait().
pid=0 等待同一进程组的任何子进程.
pid>0 等待任何子进程识别码为pid 的子进程，比如传进去的pid值是3000，那么只有当pid值为3000的子进程结束了，当前进程才能继续执行

有以下8种options:

WNOHANG：如果没有任何已经结束的子进程则马上返回, 不予以等待.
WUNTRACED：如果子进程进入暂停执行情况则马上返回, 但结束状态不予以理会.
WIFEXITED(status)：如果子进程正常结束则赋值为非0值.
WEXITSTATUS(status)：取得子进程exit()返回的结束代码, 一般会先用WIFEXITED 来判断是否正常结束才能使用此宏.
WIFSIGNALED(status)：如果子进程是因为信号而结束则此宏值为真
WTERMSIG(status)：取得子进程因信号而中止的信号代码, 一般会先用WIFSIGNALED 来判断后才使用此宏.
WIFSTOPPED(status)：如果子进程处于暂停执行情况则此宏值为真. 一般只有使用WUNTRACED时才会有此情况.
WSTOPSIG(status)：取得引发子进程暂停的信号代码, 一般会先用WIFSTOPPED 来判断后才使用此宏.

例子:

#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
int main()
{
    pid_t pid;
    pid = fork();
    if(pid == (pid_t)0) //如果是子进程
    {
        printf("this is the child process!\n");
        sleep(5);
    }
    else
    {
        int temp = 0;
        while(temp==0)  //除非子进程结束，否则一直循环
        {
            if((temp = waitpid(pid, NULL, WNOHANG))!=0)  //只有当子进程结束时，返回值才不为0
                printf("this is the father process!\n");
            else
                printf("the child process is not exited\n");
        }   
    }
    return 0;
}

输出结果:

this is the child process!
the child process is not exited  
the child process is not exited
the child process is not exited
.....                           //这里有很多个输出，省略了
the child process is not exited
the child process is not exited
the child process is not exited
this is the father process!

可见我们设置了WNOHANG参数时，每次父进程执行waitpid()函数，发现子进程没结束，不用等待子进程结束而继续执行，此时返回值为0，继续执行循环，直到子进程结束。其它参数感兴趣的可以自己试一试。