Linux--等待进程结束wait()和waitpid()

文章由LinuxBoy分享于2019-03-24 09:03:50热评（11）

Linux--等待进程结束wait()和waitpid()

若子进程先于父进程结束时，父进程调用wait()函数和不调用wait()函数会产生两种不同的结果：

--如果父进程没有调用wait()和waitpid()函数，子进程就会进入僵死状态。

--如果父进程调用了wait()和waitpid()函数，就不会使子进程变为僵尸进程。

这是为什么呢？现在我们来深入学习wait()函数和waitpid()函数。

一.wait()和waitpid()学习

1.首先我们先看一下它们的函数原型：

在终端输入命令：man 2 wait

就会看到它的函数原型：

NAME

wait, waitpid, waitid - wait for process to change state

SYNOPSIS

#include <sys/types.h>

#include <sys/wait.h>

pid_t wait(int *status);

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

int waitid(idtype_t idtype, id_t id, siginfo_t *infop, int options);

我们可以看到在2.6版本中新增叫了waitid()函数。

2.wait()和waitpid()的功能：

1>wait()函数使父进程暫停执行，直到它的一个子进程结束为止，该函数的返回值是终止运行的子进程的PID. 参数status所指向的变量存放子进程的退出码，即从子进程的main函数返回的值或子进程中exit()函数的参数。如果status不是一个空指针，状态信息将被写入它指向的变

量。

2> 头文件sys/wait.h中定义了进程退出状态的宏。

我们首先看下官方的解释

a.WIFEXITED(status) r eturns true if the child terminated normally, that is, by calling exit(3) or _exit(2), or by returning from main() .

Tiger-John翻译：

WIFEXITED(status) 若子进程是正常结束时则返回一个非零值。即调用exit(3)，_exit(3) 或从main()函数返回的值。

b. WEXITSTATUS(status) returns the exit status of the child. This consists of the least significant 8 bits of the status argument that the child specified in a call to exit(3) or _exit(2) or as the argument for a return statement in main(). This macro should only be employed if WIFEXITED returned true.

Tiger-John翻译：

WEXITSTATUS(status) 如果宏WIFEXIED返回值为非零值时，它返回子进程中exit或_exit参数中的低8位。

c.W IFSIGNALED(status) returns true if the child process was terminated by a signal.

Tiger-John翻译：

WIFSIGNALED(status) 若子进程异常终止则返回一个非零值。

d. WTERMSIG(status) returns the number of the signal that caused the child process to terminate. This macro should only be employed if WIFSIGNALED returned true.

Tiger-John翻译：

WTERMSIG(status) 如果宏WIFSIGNALED的返回值非零，则返回使子进程异常终止的信号编号。

e.WIFSTOPPED(status) returns true if the child process was stopped by delivery of a signal; this is only possible if the call was done using WUN‐TRACED or when the child is being traced (see ptrace(2)).

Tiger-John翻译：

WIFSTOPPED(status) 若子进程由于异常暫停，则返回一个非零值。当调用WUN‐TRACED或子进程被跟踪时这才时可能的。

f. WSTOPSIG(status) returns the number of the signal which caused the child to stop.This macro should only be employed if WIFSTOPPED returned true.

Tiger-John翻译：

WSTOPSIG(status) 如果宏WIFSTOPPED返回值非零，则返回使子进程暫停的信号编号。

g.WIFCONTINUED(status) (since Linux 2.6.10) returns true if the child process was

resumed by delivery of SIGCONT.

Tiger-John翻译：

WIFCONTINUED(status) (从2.6版本后）如果孩子进程通过SIGCONT恢复则返回一个非零

值。

3>waitpid() 函数

(1)我们先来看一个waitpid()的经典例子：当我们下载了A软件的安装程序后，在安装快结束时它又启动了另外一个流氓软件安装程序B，当B也安装结束后，才告诉你所有安装都完成了。A和B分别在不同的进程中，A如何启动B并知道B安装完成了呢？可以很简单地在A中用fork启动B，然后用waitpid()来等待B的结束。

(2)waitpid()也用来等待子进程的结束，但它用于等待某个特定进程结束。参数pid指明要等待的子进程的PID，参数status的含义与wait()函数中的status相同。options参数可以用来改变waitpid的行为，若将该参数赋值为WNOHANG,则使父进程不被挂起而立即返回执行其后的代

码。

(3)waitpid()函数中参数pid的取值

还是先看下官方解释：

The value of pid can be:

< -1 meaning wait for any child process whose process group ID is

equal to the absolute value of pid.

-1 meaning wait for any child process.

0 meaning wait for any child process whose process group ID is

equal to that of the calling process.

> 0 meaning wait for the child whose process ID is equal to the

value of pid.

Tiger-John翻译：

pid的值可以为下己中情况：

　　< -1 等待其组ＩD等于pid绝对值的任一子进程。

　　＝-1 等待任一子进程

　　＝０等待其组ＩＤ等于调用进程的组ID的任一进程

　　> 0 等待其进程ID等于pid的子进程退出

(4)waitpid()函数的一个应用：

　如果想让父进程周期性地检查某个特定的子进程是否已经退出，可以用下面的方法：

　　waitpid(child_pid,(int *) 0,WNOHANG);

如果子进程尚未退出，它将返回０；如果子进程已经结束，则返回child_pid。调用失败时返回－１。失败的原因包括没有该子进程，参数不合法等。

3.wait()和waitpid() 函数的区别

(1). 在一个子进程终止前，wait()使其调用者阻塞，而waitpid()有一个选项，可使调用者不阻塞。

(2). waitpid()并不等待在其调用之后的第一个终止子进程，它有若干个选项，可以控制它所等待的进程。

(3). 对于wait()，其唯一的出错是调用进程没有子进程；对于waitpid()，若指定的进程或进程组不存在，或者参数pid指定的进程不是调用进程的子进程都可能出错。

(4). waitpid()提供了wait()没有的三个功能：一是waitpid()可等待一个特定的进程；二是waitpid()提供了一个wait()的非阻塞版本（有时希望取的一个子进程的状态，但不想使父进程阻塞，waitpid() 提供了一个这样的选择：WNOHANG，它可以使调用者不阻塞）；三是waitpid()支持作业控制。

(5) wait(&status) 的功能就等于waitpid(-1, &status, 0);

函数实例：有时希望取的一个子进程的状态，但不想使父进程阻塞，waitpid() 提供了一个这样的选择：WNOHANG，它可以使调用者不阻塞

do{

pr=waitpid(pc, NULL, WNOHANG);

if(pr==0){

rintf("No child exited\n");

sleep(1);

}

}while(pr==0);

if(pr==pc)

printf("successfully get child %d\n", pr);

else

printf("some error occured\n");

Tiger-John总结

无论进程是否正常终止，内核都会向其父进程发送SIGCHLD 信号, 当调用wait或waitpid函数时

(a) 如果所有的子进程都在run，可以阻塞父进程。

(b) 如果子进程终止，则wait立即返回子进程终止状态。

4.函数实现：

函数实例1.(先看一个简单的实例，看看进程调用wait()函数后是如何执行的？)

1 #include<stdio.h>

2 #include<sys/types.h>

3 #include<sys/wait.h>

4 #include<unistd.h>

5 #include<stdlib.h>

7 int main()

8 {

9 pid_t child;

10 int i;

11 child = fork();

12 if(child < 0){

13 printf("create failed!\n");

14 exit(1);

15 }

16 else if (0 == child){

17 printf("this is the child process pid= %d\n",getpid());

18 for(i = 0;i<5;i++){

19 printf("this is the child process print %d !\n",i+1);

20 }

21 printf("the child end\n");

22 }

23 else{

24 printf("this is the father process,ppid=%d\n",getppid());

25 printf("father wait the child end\n");

26 wait(&child);

27 printf("father end\n");

28 }

31 }

函数经过编译：

think@ubuntu:~/work/process_thread/wait$ gcc wait.c -o wait

think@ubuntu:~/work/process_thread/wait$ ./wait

函数执行结果：

this is the father process,ppid=3303

father wait the child end

this is the child process pid= 3356

this is the child process print 1 !

this is the child process print 2 !

this is the child process print 3 !

this is the child process print 4 !

this is the child process print 5 !

the child end

father end

Tiger-John说明：

从上面的程序我们可以深入的了解wait() 函数的执行过程：

当父进程调用wait()函数后被挂起等待，直到子进程结束为止。

函数实例2（现在我们在通过一个实例，来深入了解wait()函数的执行过程）

1 #include<stdio.h>

2 #include<sys/types.h>

3 #include<sys/wait.h>

4 #include<unistd.h>

5 #include<stdlib.h>

6 int main()

7 {

8 pid_t pid;

9 char *msg;

10 int i;

11 int exit_code;

13 printf("tiger study how to get exit code\n");

14 pid = fork();

15 if(0 == pid){

16 msg = " child process is running";

17 i = 5;

18 exit_code = 37;

19 }

20 else if(pid >0){

21 exit_code = 0;

22 }

23 else{

24 perror("process creation failed\n");

25 exit(1);

26 }

27 if(pid > 0){

29 int status;

30 pid_t child_pid;

32 child_pid = wait(&status);

34 printf("child process has exited,pid = %d\n",child_pid);

35 if(WIFEXITED(status)){

36 printf("child exited with code %d\n",WEXITSTATUS(status));

37 }

38 else{

39 printf("child exited abnormally\n");

40 }

41 }

42 else{

43 while(i-- > 0){

44 puts(msg);

45 sleep(1);

46 }

47 }

48 }

函数进过编译后:

think@ubuntu:~/work/process_thread/wait$ gcc wait1.c -o wait1

think@ubuntu:~/work/process_thread/wait$ ./wait1

函数执行结果：

tiger study how to get exit code

child process is running

child process has exited,pid = 3816

child exited with code 0

Tiger-John说明：

父进程调用wait()函数后被挂起（我们可以再开一个终端，输入命令：ps aux，可以看到父进程的执行结果为S)直到子进程结束。子进程结束后，wait()函数返回刚刚结束运行的子进程的pid,宏WEXITSTATUS获取子进程的退出码。

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