进程等待函数(wait)

本文详细解析了wait函数的原理及应用。wait函数使进程自我阻塞,直至子进程结束,从而避免僵尸进程。通过参数传递,可获取子进程的状态信息。若无子进程或子进程未结束,函数将返回-1并设置errno为ECHILD。

函数原型:int wait(int* statloc);
作用:进程一旦调用了wait,就会立刻阻塞自己,由wait分析当前进程中的某个子进程是否已经退出了,如果让它找到这样一个已经变成僵尸进程的子进程,wait会收集这个子进程的信息,并将它彻底销毁后返回;如果没有找到这样一个子进程,wait会一直阻塞直到有一个出现。
参数statloc用来保存被收集进程退出时的一些状态,它是一个指向int型的指针。但如果对这个子进程是如何死掉的不在乎,咱们可以将它设置为NULL:pid = wait(NULL);
如果成功,wait会返回被收集的子进程的进程ID,如果调用进程没有子进程,调用会失败,wait返回-,同时errno会被设置为ECHILD。
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运行后:
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在第二次打印之前有十秒钟的等待时间,这是我们设置的让子进程睡眠的时间,只有子进程睡眠后醒来,它才能正常退出,也就是能被父进程捕捉到。不管设置多长时间,父进程都会等待下去。

### 父进程通过 `wait` 函数回收子进程的详细机制 #### 1. **`wait` 函数的作用** `wait` 是 Linux/Unix 中的一个系统调用,主要用于父进程等待某个子进程结束,并获取该子进程的退出状态。当一个进程终止时,它的退出状态会被存储在内核中的进程控制块(Process Control Block, PCB)中[^2]。如果不及时清理这些信息,子进程会变成僵尸进程。 #### 2. **`wait` 的工作原理** - 当父进程调用 `wait` 后,它会进入阻塞状态,直到任意一个进程结束。 - 内核检测到有子进程终止后,将该子进程的退出状态传递给父进程,并释放与该子进程关联的资源(如 PCB 数据结构)。 - 此外,如果父进程在调用 `wait` 前已经有子进程结束了,那么 `wait` 不会阻塞,而是直接返回已结束子进程的信息[^3]。 #### 3. **函数原型** 以下是 `wait` 的标准定义: ```c #include <sys/types.h> #include <sys/wait.h> pid_t wait(int *status); ``` - 参数 `status`: 如果非空,则用于存储子进程的退出状态。 - 返回值: 成功时返回已结束子进程的 PID;如果没有子进程存在则返回 `-1` 并设置相应的错误码。 #### 4. **退出状态解析** 子进程的退出状态可以通过宏来提取有用信息,常见的宏包括: - `WIFEXITED(status)`:判断子进程是否正常退出。 - `WEXITSTATUS(status)`:获取子进程正常退出时的返回值。 - `WIFSIGNALED(status)`:判断子进程是否因接收到信号而终止。 - `WTERMSIG(status)`:获取导致子进程终止的信号编号。 #### 5. **示例代码** 以下是一个简单示例,展示了如何使用 `wait` 回收子进程: ```c #include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <sys/types.h> #include <sys/wait.h> int main() { pid_t pid = fork(); if (pid == 0) { // 子进程 printf("Child process running...\n"); sleep(2); // 模拟一些工作 exit(42); // 子进程退出并返回状态码 42 } else if (pid > 0) { // 父进程 int status; pid_t terminated_pid = wait(&status); if (terminated_pid != -1) { if (WIFEXITED(status)) { printf("Child exited with code %d\n", WEXITSTATUS(status)); } else if (WIFSIGNALED(status)) { printf("Child was killed by signal %d\n", WTERMSIG(status)); } } else { perror("Wait failed"); } } else { // 错误处理 perror("Fork failed"); return 1; } return 0; } ``` 在这个例子中: - 父进程调用了 `fork` 创建子进程。 - 子进程模拟了一些工作后退出,并返回状态码 `42`。 - 父进程通过 `wait` 获取子进程的退出状态,并利用宏分析具体原因。 #### 6. **注意事项** - 如果父进程未调用 `wait` 或其他类似的函数去回收子进程,即使子进程已经终止,其资源仍然占用着内核空间,从而形成僵尸进程。 - 对于孤儿进程,由于它们被 `init` 进程接管,因此由 `init` 自动负责回收,无需担心僵尸问题[^1]。 --- ###
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