wait和waitpid函数

一个进程在终止时会关闭所有文件描述符，释放在用户空间分配的内存，但它的PCB还保留着，内核在其中保存了一些信息：如果是正常终止则保存着退出状态，如果是异常终止则保存着导致该进程终止的信号是哪个。

父进程可以调用wait或waitpid获取这些信息，然后彻底清除掉这个进程。

#include <sys/types.h>

#include <sys/wait.h>

pid_t wait(int *status);

pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);

例如：一个进程的退出状态（比如：return 0;）可以在Shell中用特殊变量$?查看，因为Shell是它的父进程，当它终止时Shell调用wait或waitpid得到它的退出状态的同时彻底清除掉这个进程。

如果一个进程已经终止，但是它的父进程尚未调用wait或waitpid对它进行清理，这时的进程状态称为僵尸（Zombie）进程，可以用ps u查看进程状态。 

父进程调用wait或waitpid时可能会：

        1.阻塞（如果它的所有子进程都还在运行）。ps：Shell就是阻塞等着子进程运行完毕。

        2.带子进程的终止信息立即返回（如果一个子进程已终止，正等待父进程读取其终止信息）。

        3.出错立即返回（如果它没有任何子进程）。

wait和waitpid区别：

        如果父进程的所有子进程都还在运行，调用wait将使父进程阻塞，而在调用waitpid时如果在options参数中指定WNOHANG可以使父进程不阻塞而立即返回0。wait等待第一个终止的子进程，而waitpid可以通过pid参数指定等待哪一个子进程。

下面这段程序，子进程先死了，变成僵尸进程，父进程一直在睡觉：

#include "./common/head.h"

/*功能：
 *子进程先死，变成僵尸进程，父进程不给它收尸，一直在睡觉。
*/

int main()
{
    pid_t pid = fork();
    if(pid < 0){
        perror("fork");
        exit(1);
    }
    if(pid){    //父进程
        //一直睡觉，不给子进程收尸
        while(1)    sleep(1);
    }else{    //子进程
        exit(1);    //子进程先死，变成僵尸进程
    }

    return 0;
}

过程解析：

子进程先于父进程死，父进程却没给它收尸，子进程变成了僵尸进程。当我们再打开一个终端，用ps u命令查看，发现父进程状态是S（睡眠），子进程状态是Z（僵尸）。如果用Ctrl+c结束父进程，则父进程会被Shell收尸，这时，子进程变成了孤儿僵尸，会被1号进程回收。值得一提的是，用kill -9命令杀不掉僵尸进程，当kill -9杀掉僵尸的父进程后，父进程会被父进程的父进程（在这里就是Shell收尸），孤儿僵尸因为父亲死了，会被1号进程收养，此时用ps u已经查看不到父进程和子进程了。

用waitpid函数获取子进程死亡原因： 

#include "./common/head.h"

/*功能：
 *用waitpid函数获取子进程死亡原因。
*/

int main()
{
    pid_t pid = fork();
    if(pid < 0){
        perror("fork");
        exit(1);
    }

    if(pid == 0){    //子进程
        int n = 5;
        while(n--){    //子进程5秒后结束
            printf("this is child process\n");
            sleep(1);
        }
        exit(3);    //父进程中打印正常退出代码为3
    }else{    //父进程
        int stat_val;
        //等待子进程退出
        wait(pid, &stat_val, 0);    //pid为-1时代表等待所有子进程结束，子进程结束的信息存储在stat_val中，可以用以下的宏来进行判断
        if(WIFEXITED(stat_val)){    //子进程正常退出
            //打印正常退出代码，即上面返回的3
            printf("Child exited with code %d\n", WEXITSTATUS(stat_val));
        }else if(WIFSIGNALED(stat_val)){    //子进程是被信号终止的
            //打印信号
            printf("Child terminated abnormally, signal %d\n", WTERMSIG(stat_val));
        }
    }

    return 0;
}