Linux--进程的等待

一.进程等待的必要性

1.如果子进程退出，父亲还在继续执行而且不接收子进程的退出信息，则子进程就会变成僵尸进程。

2.僵尸进程有很多的危害，会造成内存泄露等；

3.僵尸进程无法通过kill -9杀死（因为僵尸进程已经死了，没有办法杀死已经死了的进程）；

4.父进程创建子进程会让子进程执行一些任务，我们必须要知道子进程将任务执行的如何，子进程是否正常退出。

5.所以父进程通过进程等待的方式回收子进程的资源，获取子进程的退出信息。

二.进程等待的方式（进程等待有多种方式，主讲下面两种）

1.wait（wait为阻塞等待）

2.waitpid（当waitpid的第三个参数为0时表示阻塞等待，当为WNOHANG时表示非阻塞等待）

注：阻塞等待：一直检测某个条件，条件不满足也要一直等；非阻塞等待：隔一段时间检测某个条件，不满足可以做别的事情。

三.进程等待的方式之wait

1.wait函数原型为：

pid_t wait(int* status)

2.返回值

成功返回被等待进程的pid，失败返回-1

3.参数

（1）输出型参数，用于获取子进程的退出信息，如果不关心子进程的退出信息，则可将参数设置为NULL。

（2）获取子进程的status

①status的低8位用于存放信号信息，当低8位为0时，表示进程正常退出，正常退出就会有退出码，则退出码用次低8位（低8位前面的8位）表示。

②当低8位不为0时，说明该进程异常退出（被信号打断），此时低8位用于存放异常终止信号。

（3）所以调用wait时，先看status的低8位，低8位为0时才看次低8位。

4.测试代码

（1）不关心退出状态（参数为NULL）

#include<stdio.h>                                                                                                                                  

#include<unistd.h>

#include<wait.h>

#include<stdlib.h>

int main()

{

    pid_t pid = fork();

    if(pid == 0)

    {

        //child

        printf("child pid=%d\n",getpid());

        sleep(20);  //子进程睡20秒之后再退出，在这20秒内父进程会一直等待

        exit(1);

    }

    else if(pid > 0)

    {

        //father

        printf("father\n");

        pid_t ret = wait(NULL);

        printf("exitnum %d\n",ret);  //ret为wait的返回值，成功返回子进程的pid

    }

    else

    {

        perror("fork()");

    }

    return 0;

}

运行结果：（刚开始会打印出father和child pid这些内容，过20秒之后会输出exitnum这句话）

（2）参数不为空（即关心子进程的退出状态）

#include<stdio.h>                                                                                                                                  

#include<unistd.h>

#include<wait.h>

#include<stdlib.h>

int main()

{

    pid_t pid = fork();

    if(pid == -1)

    {

        perror("fork()\n");

    }

    else if(pid == 0)

    {

        //child

        printf("child pid:%d\n",getpid());

        sleep(20);

        exit(10);

    }

    else

    {

        //father

        int status;

        pid_t ret = wait(&status);

        if(ret < 0 )

        {

            perror("wait()\n");

        }

        else

        {

            if((status & 0X7F) == 0)

            {//正常退出

                printf("正常退出，child exit code:%d\n",(status>>8)&0XFF);

            else

            {

                printf("异常退出，sig code:%d\n",status & 0x7F);

            }

        }

    }

    return 0;

}                                

• 运行结果：（20秒之后会输出下面的内容）

• 如果在别的终端用信号来终止这个进程（如下利用9号信号来终止进程），运行结果如下：
  

四.进程等待的方式之waitpid

（1）waitpid函数的原型：

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

（2）返回值：

正常返回时，返回收集到的子进程的pid；当第三个参数设置为WNOHANG，当调用者发现没有没有已退出的子进程可收集（或者子进程还在运行），则返回0；如果调用出错，返回-1.

（3）参数：

①pid:

• pid=-1，表示等待任意一个子进程；
  
• pid>0表示等待指定的进程（其子进程的ID与pid相等的进程，由fork的返回值知道其子进程的pid）

②status：（与wait的参数status的用法一致）

还可以通过一些宏来获得：

• WIFEXITED(status):若为真，表示进程正常退出（用于查看信号）
  
• WEXITSTATUS(status)：当WIFEXITED(status)为真时查看进程的退出码

③options：

• 为0表示阻塞式等待，与wait的作用一致；
  
• 为WNOHANG表示非阻塞等待

（4）测试代码：

①当waitpid的第三个参数为0时表示阻塞等待

#include<stdio.h>                                                                                                                                  

#include<unistd.h>

#include<wait.h>

#include<stdlib.h>

int main()

{

    pid_t pid = fork();

    if(pid == -1)

    {

        perror("fork()\n");

    }

    else if(pid == 0)

    {//child

     printf("child , pid = %d\n",getpid());

     sleep(5);

     exit(35);

    }

    else

    {//parent

        int status;

        pid_t ret = waitpid(-1,&status,0);  //阻塞式等待，-1表示等待任意一个进程

        if(ret == -1)

        {

            perror("wait()");

        }

        else

        {

            if(WIFEXITED(status))

            {//正常退出

                printf("正常退出，child exit code:%d\n",WEXITSTATUS(status));

            }

            else

            {

                printf("异常退出\n");

            }

        }

    }

    return 0;

}             

运行结果：

• 当子进程被信号所终止时，运行结果如下：
  

②非阻塞等待的测试代码

#include<stdio.h>                                                                                                                                                             

#include<stdlib.h>

#include<unistd.h>

#include<wait.h>

#include<stdlib.h>

int main()

{

    pid_t pid = fork();

    if(pid == -1)

    {

        perror("fork()");

    }

    else if(pid == 0)

    {//child

        printf("child, pid = %d\n",getpid());

        sleep(5);

        exit(60);

    }

    else

    {//parent

        int status;

        pid_t ret =0;

        do

        {

           ret =  waitpid(-1,&status,WNOHANG); //非阻塞式等待  

           if(ret == 0) //说明子进程还在运行

           {

               printf("child is running\n");

           }

           sleep(1);

        }while(ret == 0);

        //此时说明ret != 0

        if(WIFEXITED(status))

        {

            printf("child exit code:%d\n",WEXITSTATUS(status));

        }

   else

        {

            printf("sig code is %d\n",status & 0x7F);                                                                                                                         

        }

    }

    return 0;

}

运行结果：

• 当子进程被信号所异常终止时，运行结果如下：