Linux中wait()函数
编程过程中,有时需要让⼀个进程等待另⼀个进程,最常见的是⽗进程等待⾃⼰的⼦进程,或者⽗进程回收⾃⼰的⼦进程资源包括僵⼫进程。这⾥简单介绍⼀下系统调⽤函数:wait()
函数原型是
#include <sys/types.h>
#include <wait.h>
int wait(int *status)
函数功能是:⽗进程⼀旦调⽤了wait就⽴即阻塞⾃⼰,由wait⾃动分析是否当前进程的某个⼦进程已经退出,如果让它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。
注:
  当⽗进程忘了⽤wait()函数等待已终⽌的⼦进程时,⼦进程就会进⼊⼀种⽆⽗进程的状态,此时⼦进程就是僵⼫进程.
  wait()要与fork()配套出现,如果在使⽤fork()之前调⽤wait(),wait()的返回值则为-1,正常情况下wait()的返回值为⼦进程的PID.
  如果先终⽌⽗进程,⼦进程将继续正常进⾏,只是它将由init进程(PID 1)继承,当⼦进程终⽌时,init进程捕获这个状态.
  参数status⽤来保存被收集进程退出时的⼀些状态,它是⼀个指向int类型的指针。但如果我们对这个⼦进程是如何死掉毫不在意,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,就像下⾯这样:
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。
  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,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。
代码⽰例:wait.c
1 #include <stdio.h>
2 #include <sys/stat.h>
3 #include <sys/types.h>
4 #include <unistd.h>
5 #include <wait.h>
6 #include <errno.h>
7 #include <stdlib.h>
8 /***********************************************************
9    功能说明:进程等待wait()⽅法的应⽤
10    author: linux.sir@qq
11
12 ***********************************************************/
13 void waitprocess();
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16 int main(int argc, char * argv[])
17 {
18  waitprocess();
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20 }
21
22 void waitprocess()
23 {
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25  int count = 0;
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27  pid_t pid = fork();
28  int status = -1;
29
30  if(pid<0)
31  {
32    printf("fork error for %m\n",errno );
33  }else if(pid>0)
34  {
35    printf("this is parent ,pid = %d\n",getpid() );
36    wait(&status);//⽗进程执⾏到此,马上阻塞⾃⼰,直到有⼦进程结束。当发现有⼦进程结束时,就会回收它的资源。
37
38  }else
39  {
40    printf("this is child , pid = %d , ppid = %d\n",getpid(),getppid() );
41    int i;
42
43    for (i = 0; i < 10; i++) {
44      count++;
45      sleep(1);
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47      printf("count = %d\n", count)  ;
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49    }
50
51    exit(5);
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53  }
54  printf("child exit status is %d\n", WEXITSTATUS(status));//status是按位存储的状态信息,需要调⽤相应的宏来还原⼀下
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56  printf("end of program from pid = %d\n",getpid() );
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59 }
运⾏结果:
waitpid系统调⽤在Linux函数库中的原型是:
exited#include <sys/types.h> /* 提供类型pid_t的定义 */
#include <sys/wait.h>
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。
1.  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。
2.  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。
3.  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。
4.  pid<-1时,等待⼀个指定进程组中的任何⼦进程,这个进程组的ID等于pid的绝对值。
options:
options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<;内核源码⽬录>/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);
}
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:
1、当正常返回的时候,waitpid返回收集到的⼦进程的进程ID;
2、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;
3、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 <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
pid_t pc, pr;
pc=fork();
if(pc<0) /* 如果fork出错 */
{
printf("Error occured on forking./n");
}
else if(pc==0) /* 如果是⼦进程 */
{
sleep(10); /* 睡眠10秒 */
exit(0);
}
/* 如果是⽗进程 */
do{
pr=waitpid(pc, NULL, WNOHANG); /* 使⽤了WNOHANG参数,waitpid不会在这⾥等待 */
if(pr==0) /* 如果没有收集到⼦进程 */
{
printf("No child exited/n");
sleep(1);
}
}while(pr == 0); /* 没有收集到⼦进程,就回去继续尝试 */
if(pr == pc)
{
printf("successfully get child %d/n", pr);
}
else
printf("some error occured/n");
}
编译并运⾏:
$ cc waitpid.c -o waitpid
$ ./waitpid

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