Linux中的进程等待

1.进程等待

1.1进程等待必要性

1.1.1为什么有进程等待这个概念

之前讲过，子进程退出，如果父进程不管不问，那么就可能会造成僵尸进程的问题，僵尸进程杀不死，本节所讲的进程等待就是杀掉僵尸进程的方法，从而解决因为僵尸进程而导致的内存泄漏问题。我们要通过进程等待，来获取子进程的退出情况，即：知道父进程我布置给子进程的任务完成的怎么样了，要么关心，也可能不关心（通过设置选项可以选择关心与否）。

1.1.2进程等待是什么？

通过系统调用wait/waitpid，来进行对进程运行状态进行检测与回收功能。

1.1.3进程等待具体干什么？

通过代码实现:父进程通过调用wait/waitpid进行僵尸进程的回收问题!

1.2进程退出方法：

wait方法：

#include<sys/types.h>
#include<sys/wait.h>
pid_t wait(int*status);
返回值：
成功返回被等待进程pid，失败返回-1。
参数：
输出型参数，获取子进程退出状态,不关心则可以设置成为NULL

例如如下代码：

#include<stdio.h>2 #include<sys/types.h>3 #include<sys/wait.h>4 #include <stdlib.h>5 #include <unistd.h>6 int main()7 {8   pid_t id = fork();9   if(id == 0)10   {11     printf("I am a Child Process,pid:%d,ppid:%d\n",getpid(),getppid());12     exit(1);13   }              14   else if(id < 0)                                                                                                                            15   {                  16       perror("fork");17       return 1;18   }19   else20   {21 	while(1)22     {23       pid_t ret = wait(NULL);24       if(ret < 0)                                                                                                                            25       {26         printf("wait failed\n");27         break;28       }29       else if(ret >0)30       {31         printf("进程是正常跑完的, 退出码:%d\n",ret);32         break;33       }34       else{35         printf("进程还结束，请等待哦\n");36         break;37       }38     }39   }

运行结果为：

waitpid方法：
pid_ t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);
返回值：
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；
参数：

1. pid：Pid=-1,等待任一个子进程。与wait等效。Pid>0.等待其进程ID与pid相等的子进程。
2. status:WIFEXITED(status): 若为正常终止子进程返回的状态，则为真。（查看进程是否是正常退出）
   WEXITSTATUS(status): 若WIFEXITED非零，提取子进程退出码。（查看进程的退出码）
3. options:
   WNOHANG: 若pid指定的子进程没有结束，则waitpid()函数返回0，不予以等待。若正常结束，则返回该子进程的ID。

1.如果子进程已经退出，调用wait/waitpid时，wait/waitpid会立即返回，
并且释放资源，获得子进程退出信息。
2.如果在任意时刻调用wait/waitpid，子进程存在且正常运行，则进程可能阻塞。
3.如果不存在该子进程，则立即出错返回。

代码如下：

#include<stdio.h>2 #include <stdlib.h>3 #include <unistd.h>4 #include <sys/types.h>5 #include <sys/wait.h>6 7 #define N 108 void RunChild()9 {10     int cnt = 5;11     while(cnt)12     {13         printf("I am Child Process, pid: %d, ppid:%d\n", getpid(), getppid());14         sleep(1);15         cnt--;16     }17 }18 int main()19 {20	 /*for(int i=0;i<N;i++)21   {22     pid_t id = fork();23     if(id == 0)24     {                                                                                                                                        25       RunChild();26       exit(i);27     }28     printf("Creat Child Process: %d Success\n",id);29   }30   return 0;*/31   pid_t id = fork();32   if(id < 0)33   {34     perror("fork");35     return 1;36   }37   else if (id ==0)38   {39     int cnt =5;40     while(cnt)41     {42       printf("I am child,pid:%d,ppid:%d,cnt:%d\n",getpid(),getppid(),cnt);43       cnt--;44       sleep(1);45     }46 exit(11);47   }48   else{49    /* int cnt = 5;50      while(cnt)51      {52           printf("I am father, pid:%d, ppid:%d, cnt: %d\n", getpid(), getppid(), cnt);53           cnt--;54           sleep(1);55      }*/ 56     int status = 0;57     while(1)                                                                                                                                 58     {59       pid_t ret = waitpid(id, &status, WNOHANG); //非阻塞60       if(ret > 0)61       {62         if(WIFEXITED(status))63         {64           printf("进程是正常跑完的，退出码为：%d\n",WEXITSTATUS(status));65         }66         else 67         {68           printf("进程异常退出了。\n");69         }}                                                                                                                                    70         break;71       }72       else if(ret <0)73       {74         printf("wait failed\n");75         break;76       }77       else{78         printf("你好了没？子进程还没有退出，我在等等...\n");79         sleep(1);80       81       }82 83     }84   }85   return 0;86 }

获取子进程status：

1. wait和waitpid，都有一个status参数，该参数是一个输出型参数，由操作系统填充。
2. 如果传递NULL，表示不关心子进程的退出状态信息。否则，操作系统会根据该参数，将子进程的退出信息反馈给父进程。
3. status不能简单的当作整形来看待，可以当作位图来看待，具体细节如下图（只研究status低16比特位）：
   
   测试代码如下：

#include <sys/wait.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main( void )
{pid_t pid;if ( (pid=fork()) == -1 )perror("fork"),exit(1);if ( pid == 0 ){sleep(20);exit(10);} 	else {int st;int ret = wait(&st);if ( ret > 0 && ( st & 0X7F ) == 0 ){ // 正常退出printf("child exit code:%d\n", (st>>8)&0XFF);} else if( ret > 0 ) { // 异常退出printf("sig code : %d\n", st&0X7F );}}
}

测试结果为：

2.具体代码实现

进程的阻塞等待方式：

int main()
{pid_t pid;pid = fork();if(pid < 0){printf("%s fork error\n",__FUNCTION__);//__FUNCTION__: ，这是一个预编译器内置宏，它会被替换为当前函数的名称。//所以，如果你在函数my_function中调用了这条语句，__FUNCTION__会被替换为"my_function"。如果fork函数出错（通常fork的返回值是-1表示出错），则打印出“函数名 fork error”并换行。return 1;} else if( pid == 0 ){ //childprintf("child is run, pid is : %d\n",getpid());sleep(5);exit(257);} else{int status = 0;pid_t ret = waitpid(-1, &status, 0);//阻塞式等待，等待5Sprintf("this is test for wait\n");if( WIFEXITED(status) && ret == pid ){printf("wait child 5s success, child return code is:%d.\n",WEXITSTATUS(status));}else{printf("wait child failed, return.\n");return 1;}}return 0;
}

进程的非阻塞等待方式：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
int main()
{pid_t pid;pid = fork();if(pid < 0){printf("%s fork error\n",__FUNCTION__);return 1;}else if( pid == 0 ){ //childprintf("child is run, pid is : %d\n",getpid());sleep(5);exit(1);} else{int status = 0;pid_t ret = 0;do{ret = waitpid(-1, &status, WNOHANG);//非阻塞式等待if( ret == 0 ){printf("child is running\n");}sleep(1);}while(ret == 0);if( WIFEXITED(status) && ret == pid ){printf("wait child 5s success, child return code is :%d.\n",WEXITSTATUS(status));}else{printf("wait child failed, return.\n");return 1;}}return 0;
}