wait/waitpid（重点）介绍

news2024/11/15 3:58:49

谢谢你的阅读，如有错误请大佬留言

引子：

waitpid

返回值介绍

参数介绍

pid

status

options:

引子：

当一个进程创建子进程后，如果子进程工作结束后会进入僵尸状态，等待父进程回收子进程资源（退出码，退出信号，子进程pid)，如果父进程进入死循环或者程序执行时间过长，那么子进程将会一直处于僵尸状态，占用内存空间，这是对我们不利的一种状态，这种状态连kill -9 pid 都无法解决问题，因为你无法杀死一个以及死（Z/D，僵尸状态其实也属于死亡进程，只是未被清理）的状态。那么，如何防止这样的情况呢？

我们可以调用两个系统接口，来处理子进程僵尸状态：

pid_t wait(int *status); pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);
让我们先介绍这两个的概念。

看一下代码：

我们的wait和waitpid的作用就是会暂停当前进程的执行，直到有信号到来或者子进程结束。总的来说，wait()的作用就是阻塞父进程，等待子进程。

但是我们的waitpid还有一种非暂停等待子进程的过程。

这里我们主要学waitpid/当我们的waitpid学习后，wait也明白了作用

waitpid

pid_ t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);

返回值介绍

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；

参数介绍

pid

1、（重点）pid=-1 等待任意一个子进程退出。

waitpid(-1,NULL,0);
//等待任意的子进程退出

2、（重点）pid>0 等待指定pid进程退出。

waitpid(1234,NULL,0);
//等待pid为1234的子进程退出

（次重）pid=0 等待进程组GID 与当前进程GID的子进程结束（也就是等待同一个进程组中的任何子进程）；

waitpid(0,NULL,0);
//等待GID等于当前进程GID的子进程退出

（次重）pid<-1等待进程组识别码为 pid 绝对值的任何子进程。

等待进程组 GID 为 pid 绝对值的进程组中的任何子进程；

GID 是组ID (Group Identify)，表示组的身份唯一标识
UID 是用户ID (User Identify)，表示用户身份唯一标识

status

先理解实现：

int类型的指针，我们需要在调用处定义。然后传入函数，获取信息。

int sta=0;
waitpid(-1,&sta,0);//返回型参数

这里我们根据sta会取到子进程退出信号，退出码core dump等等信息。为什么一个变量可以获得这么多的信息呢？因为他是一个4字节类型，有32位比特位，所以我们分区块，获取数据，前16位比特位我们暂且不管，我们来看看后16位比特位给我们什么信息。

当进程正常退出，遇见exit/main中return。

退出码位后16位的前8位数据。(正常退出，结果正确/错误）

如果子进程在运行期间发生越界访问或除0等严重错误时，发送信号，程序中断，这时候进程执行不到退出码，所以退出码没有意义，然后后7位为退出的信号

如何查看退出码：先右移8个比特位再位运算

int sta=0;
waitpid(-1,&sta,0);
printf("code:%d",(std>>8)&0xff);//右移后，使用位运算取到退出码
printf("code:%d",WEXITSTATUS(status));//使用宏，其实底层也是位运算，返回子进程错误码。

如何查看退出信号：直接位运算

int sta=0;
waitpid(-1,&sta,0);
printf("code:%d",std&0x7f);//使用位运算取到退出信号，0正常退出，非0退出信号
printf("code:%d",WIFEXITED(status));//使用宏，其实底层也是位运算，
//判断子进程是否正常退出，正常返回真，非正常返回假，bool返回类型

两个宏：

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）

WIFSIGNALED(status):如果子进程异常退出，获取退出信号，正常返回0（查看进程异常退出信号）

WEXITSTATUS(status): 若WIFEXITED非零，提取子进程退出码。（查看进程的退出码）

实战使用：

正常退出：

异常退出

发现正常退出时候信号为0，有退出码：123；

而异常退出的时候信号为非0，子进程提前结束无退出码；

options:

0:若pid指定的子进程没有结束，父进程挂起。若正常结束，则返回该子进程的ID。

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。正常结束，则返回该子进程的ID。（异常返回-1）

这里我们介绍一下什么是进程阻塞的概念。

阻塞：指有障碍而不能通过，无法畅通。我们waitpid一般设置为阻塞状态等待子进程返回，但是我们也可以让进程以非阻塞状态进行等待子进程结束。我第一次理解的时候，这是什么意思？

让我们画图理解下：

A等待B去游玩，但是B在工作，A等待B完成工作

而这的等待有，两个方式：原地等待与边等边做自己的工作。

1、原地等待（阻塞状态）：

if(fork()==0)
{
    //.....
    printf("子进程未结束工作\n");
    //.....
    exit(0);
}
waitpid(-1,NULL,0);//阻塞状态等待子进程结束
//....

2、边做自己的事情等待（非阻塞）

if(fork()==0)
{
    //.....
    printf("子进程未结束工作\n");
    //.....
    exit(0);
}
while(1){
    if(0==waitpid(-1,NULL,WNOHANG));//非阻塞状态等待子进程结束
    {
        //father doing own business
    }
    else
    {
        //接收到子进程pid(非0)退出等待
        break;
    } 
}
//....

还记得wait吗

其实wait(NULL)等价于waitpid(-1,NULL,0);阻塞状态等待任意子进程结束，不需要返回值参数。