深入浅出---unix多进程编程之wait()和waitpid()函数

Wait和waipid函数

当一个进程正常或异常终止的时候，内核就像其父进程发送SIGCHLD信号，因为子进程是个一步事件，所以这种信号也是内核系那个父进程发的异步通知。父进程可以选择忽略该信号，或者提供一个该信号发生时即被调用执行的函数。对于这种信号的系统默认动作是忽略它。

现在要知道调用wait或waitpid的进程可能会发生什么情况：

如果其所有子进程都在运行，则阻塞。
如果一个子进程已经终止，正在得带的父进程获取到终止状态，则取得该子进程的终止状态立即返回。
如果他没有任何子进程，则立即出错返回。

如果进程由于接收到SIGCHLD信号而调用wait，则可期望wait会立即返回。但是如果在任意时刻调用wait则进程可能会阻塞。

两个函数原型

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#include <sys/wait.h>
pid_t wait(int *status);
pit_t wait(pid_t pid,int *status,int options);
函数若成功，返回进程ID，若出错则返回-1；

下面就来一个简单的例子来展示一下我们的wait函数

[cpp] view plaincopy

#include "apue.h"
#include <sys/wait.h>
int main(void)
{
pid_t pid1,pid2;
printf("before fork\n");
if((pid1=fork())<0){
printf("fork error");
}else if(pid1==0){
printf("child process 'spid=%d\n",getpid());
sleep(3);
}else{
pid2=wait(NULL);
printf("wait process 's pid=%d\n",pid2);
}
exit(0);
}

输出结果：

当程序运行的时候明显的可以看到在输出最后一行的时候等待了三秒钟。也就是父进程等待子进程的结束。父进程才能扑捉子进程，然后得到wait要得到的结果。

参数status：

参数status是一个整型指针。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。

详细的书中的表

下面的例子就是获取到子进程的终止信号。然后进行输出。

[cpp] view plaincopy

#include "apue.h"
#include<sys/wait.h>
void pr_exit(int);
int main(void)
{
pid_t pid;
int status;
if((pid=fork())<0){
err_sys("fork error");
}else if(pid==0){
exit(7);
}
if(wait(&status)!=pid)
err_sys("wait error");
pr_exit(status);
if((pid=fork())<0)
err_sys("fork error");
else if(pid==0)
// printf("child pid=%d\n",getpid());
//printf("child pid=%d\n",getppid());
abort();
if(wait(&status)!=pid)
err_sys("wait error");
pr_exit(status);
if((pid=fork())<0)
err_sys("fork error");
else if(pid==0)
//printf(" parent pid=%d\n",getppid());
//printf("child pid=%d\n",getpid());
status/=0;
if(wait(&status)!=pid)
err_sys("wait error");
pr_exit(status);
exit(0);
}
void pr_exit(int status)
{
if(WIFEXITED(status))
printf("normal termination,exitstatus=%d\n",WEXITSTATUS(status));
elseif(WIFSIGNALED(status))
printf("abnormal termination,signalstatus=%d\n",WTERMSIG(status),
#ifdef WCOREDUMP
WCOREDUMP(status)?"(core file generated)":"");
#else
"");
#endif
elseif(WIFSTOPPED(status))
printf("child stopped ,signal number=%d\n",
WSTOPSIG(status));
}

输出结果：

从结果我们看到了调用exit为正常终止函数。

Waitpid函数。

当我们需要等待一个特定进程的函数时候，我们这个时候就需要用到了waitpid函数了。从上文看到waitpid函数原型，我们也都了解到有个pid_t参数。

解释如下：

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。

Pid==0等待其组ID等于调用进程组ID的任一个子进程。

Pid<-1等待其组ID等于pid绝对值的任一子进程。

Waitpid返回终止子进程的进程ID。并将该子进程的终止状态存放在有status指向的存储单元中。

Waitpid 函数提供了wait函数没有提供的三个功能。

Waitpid可等待一个特定的进程，而wait则返回任一个终止子进程的状态。

Waitpid提供了yigewait费阻塞版本。有时候用户希望取得一个子进程的状态，但不想阻塞。

Waitpid支持作业控制。

Waitpid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；

[cpp] view plaincopy

#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
pid_tpc, pr;
pc=fork();
if(pc<0){
/*如果fork出错 */
printf("Erroroccured on forking.\n");
}elseif(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("Nochild 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("successfullyget child %d\n", pr);
else
printf("someerror occured\n");
}

输出结果：

从结果中，我们看到父进程一直在等待子进程的结束。

wait()和waitpid()就讲解到此。有什么疑问欢迎告知。

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