Linux进程管理的函数wait()和waitpid()使用

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Linux进程管理的函数wait()和waitpid()使用

#include  /* 提供类型pid_t的定义
*/#include
pid_t wait(int *status)
进程一旦调用了wait，就立即阻塞自己，有wait()函数分析是否当前的某个子进程已经退出，果
让它找到了这样一个已经变成僵尸的子进程，wait就会收集这个子进程的信息，并把它彻底销毁
后返回；如果没有找到这样一个子进程，wait就会一直阻塞在这里，直到有一个出现为止。可以
认为wait()系统调用的作用就是负责回收僵尸进程。
因为在下列两个事件都已经发生的情况下进程才会完全终止：(1)进程自己已经退出(或已经被一
个信号杀死)，(2)它的父进程已经执行了WAIT系统调用以观察发生了什么。如果已经退出或被杀
死而它的父进程还没有为它执行WAIT的进程将进入某种挂起状态，有时被称为僵死状态(Zombie
State)，这种进程不再参与调度，它的报警时钟被关闭，但它仍将留在进程表中，它的内存被释
放。僵死是一种临时状态，很少会持续较长的时间，当父进程最后执行WAIT时，将释放进程表项
，并通知文件系统和内核。
对于参数status是一个指向int型的变量，用来保存子进程退出时的状态(例如子进程中有exit
(2008)或return(2008)，那么这个变量里的某些二进制位存放的就是2008，也就是子进程的返回
值。)但如果我们对这个子进程是如何死掉的毫不在意，只想把这个僵尸进程消灭掉，(事实上绝
大多数情况下，我们都会这样想)，我们就可以设定这个参数为NULL，就象下面这样:
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
，调用就会失败，此时wait返回-1，同时errno被置为ECHILD。
下面就让我们用一个例子来实战应用一下wait调用：

/* wait1.c */
#include sys/types.h>
#include sys/wait.h>
#include unistd.h>
#include stdlib.h>
main()
{
   pid_t pc,pr;
   pc=fork();
   if(pc0) /* 如果出错 */
      printf("error ocurred!\n");
   else if(pc==0)
   { /* 如果是子进程 */
      printf("This is child process with pid of %d\n",getpid());
      sleep(10); /* 睡眠10秒钟 */
   }
   else
   { /* 如果是父进程 */
      pr=wait(NULL); /* 在这里等待 */
      printf("I catched a child process with pid of %d\n"),pr);
   }
   exit(0);
}
编译并运行:
$ cc wait1.c -o wait1
$ ./wait1
This is child process with pid of 1508
I catched a child process with pid of 1508
可以明显注意到，在第2行结果打印出来前有10 秒钟的等待时间，这就是我们设定的让子进程睡眠的时间，只有子进程从睡眠中苏醒过来，它才能正常退出，也就才能被父进程捕捉到。其实这里我们不管设定子进程睡眠的时间有多长，父进程都会一直等待下去，读者如果有兴趣的话，可以试着自己修改一下这个数值，看看会出现怎样的结果。
参数status：如果参数status的值不是NULL，wait就会把子进程退出时的状态取出并存入其中，这是一个整数值（int），指出了子进程是正常退出还是被非正常结束的（一个进程也可以被其他进程用信号结束，我们将在以后的文章中介绍），以及正常结束时的返回值，或被哪一个信号结束的等信息。由于这些信息被存放在一个整数的不同二进制位中，所以用常规的方法读取会非常麻烦，人们就设计了一套专门的宏（macro）来完成这项工作，下面我们来学习一下其中最常用的两个：
1，WIFEXITED(status) 这个宏用来指出子进程是否为正常退出的，如果是，它会返回一个非零值。（请注意，虽然名字一样，这里的参数status并不同于wait唯一的参数--指向整数的指针status，而是那个指针所指向的整数，切记不要搞混了。）
2， WEXITSTATUS(status) 当WIFEXITED返回非零值时，我们可以用这个宏来提取子进程的返回值，如果子进程调用exit(5)退出，WEXITSTATUS(status) 就会返回5；如果子进程调用exit(7)，WEXITSTATUS(status)就会返回7。请注意，如果进程不是正常退出的，也就是说， WIFEXITED返回0，这个值就毫无意义
/* wait2.c */
#include
#include
#include
main()
{
int status;
pid_t pc,pr;
pc=fork();
if(pc父进程准确捕捉到了子进程的返回值3，并把它打印了出来。当然，处理进程退出状态的宏并不止这两个，但它们当中的绝大部分在平时的编程中很少用到，就也不在这里浪费篇幅介绍了，有兴趣的读者可以自己参阅Linux man pages去了解它们的用法。
进程同步：
有时候，父进程要求子进程的运算结果进行下一步的运算，或者子进程的功能是为父进程提供了下一步执行的先决条件（如：子进程建立文件，而父进程写入数据），此时父进程就必须在某一个位置停下来，等待子进程运行结束，而如果父进程不等待而直接执行下去的话，可以想见，会出现极大的混乱。这种情况称为进程之间的同步，更准确地说，这是进程同步的一种特例。进程同步就是要协调好2个以上的进程，使之以安排好地次序依次执行。解决进程同步问题有更通用的方法，我们将在以后介绍，但对于我们假设的这种情况，则完全可以用wait系统调用简单的予以解决。请看下面这段程序：
#include
#include
main()
{
pid_t pc, pr;
int status;  
pc=fork();  
if(pc这段程序只是个例子，不能真正拿来执行，但它却说明了一些问题，首先，当fork调用成功后，父子进程各做各的事情，但当父进程的工作告一段落，需要用到子进程的结果时，它就停下来调用wait，一直等到子进程运行结束，然后利用子进程的结果继续执行，这样就圆满地解决了我们提出的进程同步问题。
waitpid系统调用在Linux函数库中的原型是：
#include  /* 提供类型pid_t的定义*/
#include
pid_t waitpid(pid_t pid,int *status,int options)；
从本质上讲，系统调用waitpid和wait的作用是完全相同的，但waitpid多出了两个可由用户控制的参数pid和options，从而为我们编程提供了另一种更灵活的方式。下面我们就来详细介绍一下这两个参数：
pid
从参数的名字pid和类型pid_t中就可以看出，这里需要的是一个进程ID。但当pid取不同的值时，在这里有不同的意义。
pid>0时，只等待进程ID等于pid的子进程，不管其它已经有多少子进程运行结束退出了，只要指定的子进程还没有结束，waitpid就会一直等下去。
pid=-1时，等待任何一个子进程退出，没有任何限制，此时waitpid和wait的作用一模一样。
pid=0时，等待同一个进程组中的任何子进程，如果子进程已经加入了别的进程组，waitpid不会对它做任何理睬。
pidoptions提供了一些额外的选项来控制waitpid，目前在Linux中只支持WNOHANG和WUNTRACED两个选项，这是两个常数，可以用"|"运算符把它们连接起来使用，比如：
ret=waitpid(-1,NULL,WNOHANG | WUNTRACED);如果我们不想使用它们，也可以把options设为0，如： ret=waitpid(-1,NULL,0);如果使用了WNOHANG参数调用waitpid，即使没有子进程退出，它也会立即返回，不会像wait那样永远等下去。
而WUNTRACED参数，由于涉及到一些跟踪调试方面的知识，加之极少用到，这里就不多费笔墨了，有兴趣的读者可以自行查阅相关材料。
    看到这里，聪明的读者可能已经看出端倪了--wait不就是经过包装的waitpid吗？没错，察看/include/unistd.h文件349-352行就会发现以下程序段：
static inline pid_t wait(int * wait_stat)
{
return waitpid(-1,wait_stat,0);
}1.9.2 返回值和错误
waitpid的返回值比wait稍微复杂一些，一共有3种情况：
当正常返回的时候，waitpid返回收集到的子进程的进程ID；
如果设置了选项WNOHANG，而调用中waitpid发现没有已退出的子进程可收集，则返回0；
如果调用中出错，则返回-1，这时errno会被设置成相应的值以指示错误所在；
当pid所指示的子进程不存在，或此进程存在，但不是调用进程的子进程，waitpid就会出错返回，这时errno被设置为ECHILD；
/* waitpid.c */
#include
#include
#include main()
{
pid_t pc, pr;
pc=fork();
if(pc父进程经过10次失败的尝试之后，终于收集到了退出的子进程。
因为这只是一个例子程序，不便写得太复杂，所以我们就让父进
程和子进程分别睡眠了10秒钟和1秒钟，代表它们分别作了10秒钟
和1秒钟的工作。父子进程都有工作要做，父进程利用工作的简短
间歇察看子进程的是否退出，如退出就收集它


本文来自ChinaUnix博客，如果查看原文请点：http://blog.chinaunix.net/u3/93992/showart_1898810.html