2.5 进程控制之wait函数

一、绪论

一个进程在终止时会关闭所有文件描述符，释放在用户空间分配的内存，但它的PCB还保留着，内核在其中保存了一些信息：如果

是正常终止则保存着退出状态，如果是异常终止则保存着导致该进程终止的信号是哪个。这个进程的父进程可以调用wait或waitpi

d获取这些信息，然后彻底清除掉这个进程。

二、wait()

1. 功能：父进程调用wait函数可以回收子进程终止信息。该函数有三个功能：

① 阻塞等待子进程退出

② 回收子进程残留资源

③ 获取子进程结束状态(退出原因)。

wait一旦被调用，就会一直阻塞在这里，直到有一个子进程退出出现为止。

2. 函数原型：

pid_t wait(int *status); 

成功：清理掉的子进程ID；失败：-1 (没有子进程)

使用wait函数传出参数status来保存进程的退出状态 (正常终止→退出值；异常终止→终止信号)。借助宏函数来进一步判断进程终止的具体原因。

宏函数可分为如下三组：

1). WIFEXITED(status) 为非0 → 进程正常结束

    WEXITSTATUS(status) 如上宏为真，使用此宏 → 获取进程退出状态 (exit的参数)

2). WIFSIGNALED(status) 为非0 → 进程异常终止

    WTERMSIG(status) 如上宏为真，使用此宏 → 取得使进程终止的那个信号的编号。

*3). WIFSTOPPED(status) 为非0 → 进程处于暂停状态

    WSTOPSIG(status) 如上宏为真，使用此宏 → 取得使进程暂停的那个信号的编号。

    WIFCONTINUED(status) 为真 → 进程暂停后已经继续运行

3. 例程

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/wait.h>

int main(void)
{
    pid_t pid, wpid;
    int status; //定义传出参数

    pid = fork();
    if(pid == -1){
        perror("fork error");
        exit(1);
    } else if(pid == 0){    //子进程
        printf("I'm process child, pid = %d
", getpid());
#if 0
        execl("./abnor", "abnor", NULL);
        perror("execl error");
        exit(1);
#endif
        sleep(1);                
        exit(20);
    } else {
        //wpid = wait(NULL);     //无传出参数，无需判断
        wpid = wait(&status);    //status为传出参数，wpid返回的进程ID
        if(WIFEXITED(status)){    //正常退出 非0
            printf("I'm parent, The child process%d exit normally
", wpid);
            printf("return value:%d
", WEXITSTATUS(status));//获取退出值31 
        } else if (WIFSIGNALED(status)) {    //异常退出
            printf("The child process exit abnormally, killed by signal %d
", WTERMSIG(status));//获取终止信号编号                                   
        } else {
            printf("other...
");
        }
    }
    return 0;
}

编译与执行结果：

异常退出：

二、waitpid()

1. 功能与wait相同，但可指定pid进程清理，可以不阻塞。

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

成功：返回清理掉的子进程ID；失败：-1(无子进程)

特殊参数和返回情况，参数pid：

　　> 0 回收指定ID的子进程

　　-1 回收任意子进程（相当于wait）

　　0 回收和当前调用waitpid一个组的所有子进程

　　< -1 回收指定进程组内的任意子进程

注意：

　　1）参3为WNOHANG(非阻塞)，且子进程正在运行，则返回0。

　　2）一次wait或waitpid调用只能清理一个子进程，清理多个子进程应使用循环。

2. 例程一

#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
    pid_t pid;
    int i;
    int stat_val;

    pid = fork();

    if (pid < 0) {
        perror("fork failed");
        exit(1);
    }
    if (pid == 0) {
        for (i = 3; i > 0; i--) {
            printf("This is the child
");
            sleep(1);
        }
        exit(34);
    } else {
        waitpid(pid, &stat_val, 0);     //0阻塞
        if (WIFEXITED(stat_val))  ////stat_val为传出参数
            printf("Child exited with code %d
", WEXITSTATUS(stat_val));
        else if (WIFSIGNALED(stat_val))
            printf("Child terminated abnormally, signal %d
", WTERMSIG(stat_val));
    }
    return 0;
}

编译与执行结果：

例程二（循环清理多个子进程）

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
    int n = 5, i;                
    pid_t p;

    for(i = 0; i < n; i++)     {
           p = fork();
       if(p == 0) break;            
       }
    if(n == i){  // parent
        sleep(n);
        printf("I am parent, pid = %d
", getpid());
            for (i = 0; i < n; i++) {
                p = waitpid(0, NULL, WNOHANG);
                printf("wait  pid = %d
", p);
               }
    } else {
        sleep(i);
        printf("I'm %dth child, pid = %d
", i+1, getpid());
    }
    return 0;
}

编译与执行结果：