fork()函数_UNIX环境高级编程（APUE）系列学习第8章-2 exit系列函数与wait系列函数...

5 函数exit

exit函数、_exit函数和_Exit函数。

在7.3节中介绍了5中进程的正常终止和3种异常终止的方法。但是无论进程如何终止，最后都会执行内核中的同一段代码。折断代码为相应进程关闭所有打开描述符，释放它所使用的存储器。并且对于任意一种终止情形，我们都希望终止进程能通知其父进程它是如何终止的。对于三个终止函数（exit、_exit和_Exit），实现将终止进程通知其父类的方法是将其退出状态作为参数传送给函数，然后该终止进程的父进程调用wait和waitpid函数取得其终止状态。

注意

退出状态不等于终止状态退出状态：是一个参数，是传递给三个终止函数的参数，或者main的返回值终止状态：是一个状态，表明进程已经结束。在最后调用_exit时，内核将退出状态转换为终止状态

几种场景

子进程是父进程调用fork后生成的，子进程还会将其终止状态返回给父进程。但是如果父进程在子进程之前终止，又将如何？答案：所有父进程终止的子进程读改变为init（PID=1）的子进程，自身变成孤儿进程，被init进程收养。收养过程：当一个进程终止时，内核逐个检查所有活动进程，以判断它是否是正要终止进程的子进程，如果是，则该进程的父进程ID就更改为1.
如果子进程在父进程之前小时，那么父进程又如何能在做相应检查时得到子进程的终止状态呢？答案：如果子进程完全小时了额，那么父进程是无法立即知道的，内核会为每个终止进程保存了一定量的信息（例如CPU时间总量等），当终止进程的父进程调用时会得到。这种终止的进程称为僵死进程。
一个由init进程收养的进程终止时会发生什么？答案： init被编写为无论何时只要有一个子进程终止，init就会调用一个wait函数取得终止状态，这样也就放置了系统塞满僵死进程。

函数wait和waitpid

当一个进程正常或异常终止时，内核就向其父进程发送SIGCHLD信号。父进程此时可以选择忽略该信号或者调用wait和waitpid来处理这个进程。调用wait和waitpid所做的事情： 1. 如果其所有子进程都还在运行，则阻塞 2. 如果一个子进程已终止，整等待父进程获取其终止状态，则取得该子进程的终止状态立即返回。 3. 如果它没有收到任何子进程，则立即出错返回

注意：如果接收到信号立即调用wait，那么一定会有返回值，如果在随机时间点调用，则进程可能会阻塞。

wait和waitpid

include <sys/wait.h>pid_t wait(int *stattloc);pid_t waitpid(pid_t pid, int *staloc, int options);

两个函数的区别：

一个子进程终止前，wait使其调用者阻塞，而waitpid有一选项，可使调用者不阻塞。
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。

其中staloc是一个指向终止状态的指针，若不需要终止状态则可以设置为空。

两个函数的返回值

实例：在这里定义了一个pr_exit函数，使用上图来打印进程终止状态（以后会多次使用）

#include "apue.h"
#include <sys/wait.h>void
pr_exit(int status)
{if (WIFEXITED(status))printf("normal termination, exit status = %dn",WEXITSTATUS(status));else if (WIFSIGNALED(status))printf("abnormal termination, signal number = %d%sn",WTERMSIG(status),
#ifdef  WCOREDUMPWCOREDUMP(status) ? " (core file generated)" : "");
#else"");
#endifelse if (WIFSTOPPED(status))printf("child stopped, signal number = %dn",WSTOPSIG(status));
}

可以看到针对不同的宏打印出了不同的值。

演示不同的exit值

#include "apue.h"
#include <sys/wait.h>int
main(void)
{pid_t   pid;int     status;if ((pid = fork()) < 0)err_sys("fork error");else if (pid == 0)              /* child */exit(7);if (wait(&status) != pid)       /* wait for child */err_sys("wait error");pr_exit(status);                /* and print its status */if ((pid = fork()) < 0)err_sys("fork error");else if (pid == 0)              /* child */abort();                    /* generates SIGABRT */if (wait(&status) != pid)       /* wait for child */err_sys("wait error");pr_exit(status);                /* and print its status */if ((pid = fork()) < 0)err_sys("fork error");else if (pid == 0)              /* child */status /= 0;                /* divide by 0 generates SIGFPE */if (wait(&status) != pid)       /* wait for child */err_sys("wait error");pr_exit(status);                /* and print its status */exit(0);
}

输出：

解释图如下：

使用wait函数的缺陷和改进-waitpid

wait函数不管共有几个子进程，只要有一个子进程终止就马上终止了，如果要等待一个指定的进程终止（如果知道要等待进程的ID），就没有办法了，此时应该使用waitpid。回顾一下waitpid函数

#include <sys/wait.h>
pid_t waitpid(pid_t pid, int *statloc, int options);

参数解释

其中statloc用法和wait相同，pid是我们需要等待的进程。作用如下：

参数pid

pid==-1 等待任一进程，这种情况waitpid和wait相同
pid>0 等待进程ID与pid相等的子进程
pid==0 等待组ID等于调用进程组ID的任一子进程。
pid<-1 等待组ID等于pid绝对值的任一子进程

参数options

options参数使我们能进一步控制waitpid操作

回值：函数的返回值是终止子进程的进程ID，并将该子进程的终止状态存放在由statloc指向的存储单元中。

fork一个子进程但是不等待僵死进程的办法

回忆之前介绍的僵死进程：在UNIX属于中，一个已经终止、但是其父进程尚未对其进行善后处理的进程的进程被称为僵死进程。如果一个进程fork一个子进程但是不要它等待子进程终止，也不希望子进程处于僵死状态直到父进程终止，实现这一要求的诀窍：调用fork两次

举例：

#include "apue.h"
#include <sys/wait.h>int
main(void)
{pid_t   pid;if ((pid = fork()) < 0) {err_sys("fork error");} else if (pid == 0) {      /* first child */if ((pid = fork()) < 0)err_sys("fork error");else if (pid > 0)exit(0);    /* parent from second fork == first child *//** We're the second child; our parent becomes init as soon* as our real parent calls exit() in the statement above.* Here's where we'd continue executing, knowing that when* we're done, init will reap our status.*/sleep(2);printf("second child, parent pid = %ldn", (long)getppid());exit(0);}if (waitpid(pid, NULL, 0) != pid)   /* wait for first child */err_sys("waitpid error");/** We're the parent (the original process); we continue executing,* knowing that we're not the parent of the second child.*/exit(0);
}

执行结果：

解释：如果了解上一个例题之后这个例题其实很简单

可以看到，子进程2打印的parent ID是1，也就是init进程，这个时候直接是由init进程托管的，不会出现僵死进程。注意：子进程1 fork之后子进程1和子进程2的执行顺序是不确定的。因此若是先执行子进程2，那么马上调用了sleep，执行到子进程1时马上终止。若是先执行子进程1则马上终止，执行到子进程2时sleep，这样可以确保无论什么顺序子进程2 sleep结束之后子进程1已经终止

7 函数waitid

waitid函数类似waitpid，但是提供了更多的灵活性。函数形式：

#include <sys/wait.h>int waitid(idtype_t idtype, id_t id, siginfo_t *infop, int options);

返回值：若成功返回0，出错返回-1.

与waitpid相似，waitid允许一个进程指定要等待的子进程，但它使用两个单独的参数表示要等待的子进程所属的类型，而不是将此与进程ID或进程组ID组成一个参数。id参数的作用于idtype的值相关。