进程控制（二）：进程等待

文章目录

• 进程控制（二）
• 进程等待
• • wait函数
  • waitpid函数
  • wait/waitpid获取子进程状态码的过程
  • 进程等待相关的宏
• 总结

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进程控制（二）

延续对于上文进程结束，我们继续对于进程控制进行学习，本文我们主要是对于进程等待进行学习，进程等待，我们在前文初步接触进程的时候，我们知道，进程等待是指我们在运行该进程的时候，在等待资源，当有了资源分配后，便可以运行该进程，在本文中，我们认识的进程等待是指，子进程退出时，先进入僵尸状态，然后父进程进行等待（wait/waitpid）来获取子进程退出信息，这个过程叫做进程等待。

进程等待

进程等待，是子进程退出信息被父进程接收时，父进程处于等待状态的一种描述。

进程等待是指通过系统调用wait/waitpid，来进行对子进程进行状态检测与回收的功能。

• 子进程退出时，如果父进程没有接收信息，那么会导致僵尸进程的问题，造成内存泄漏，所以父进程必须通过进程等待来回收子进程退出信息。（必要）
• 通过回收子进程的退出信息，也可以知道子进程退出码，以及是否出现异常，status。（可选）

所以，我们必须要实现进程等待，防止内存泄漏，对于得到的子进程退出信息，我们可以选择性的利用，可有可无，看自己需求。

wait函数

wait函数，可以实现进程等待，只有一个参数，status，输出型参数，可以获得子进程退出信息

wait函数在2号手册上，头文件也可以表明，wait函数以及waitpid函数是系统调用接口，通过该函数来访问操作系统，使得操作系统对于子进程进行回收处理。

core dump，以后会用到，现在不需要掌握，只需要知道，这是用来进行调试的。

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

#define N 10

void RunChild()
{
   int cnt=5;
   while(cnt)
   {
      printf("Child pid: %d, parent pid: %d\n",getpid(),getppid());//获取pid和ppid
      sleep(1);
      cnt--;
   }
   //printf("Child pid: %d, parent pid: %d\n",getpid(),getppid());//获取pid和ppid
   //sleep(15);
}

int main()
{
    //实现创建子进程，并对于子进程进行等待
    for(int i=0;i<N;i++)
    {
      pid_t id=fork();//创建子进程
      if(id==0)
      {
        RunChild();
        exit(i);//退出码
      }
      //父进程执行下面信息
      printf("create Child proc : %d success\n",id);
    }
    sleep(10);
    return 0;
}

上述代码，我们并没有是wait，会造成内存泄漏，下面我们来通过父进程来接收子进程的退出信息。

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

#define N 10

void RunChild()
{
   int cnt=5;
   while(cnt)
   {
      printf("Child pid: %d, parent pid: %d\n",getpid(),getppid());//获取pid和ppid
      sleep(1);
      cnt--;
   }
   //printf("Child pid: %d, parent pid: %d\n",getpid(),getppid());//获取pid和ppid
   //sleep(15);
}

int main()
{
    //实现创建子进程，并对于子进程进行等待
    for(int i=0;i<N;i++)
    {
      pid_t id=fork();//创建子进程
      if(id==0)
      {
        RunChild();
        exit(i);//退出码
      }
      //父进程执行下面信息
      //wait；进程等待
      
      printf("create Child proc : %d success\n",id);
   }
    //进程等待
    for(int i=0;i<N;i++)
    {
        //会实现进程的等待
        pid_t id=wait(NULL);//wait等待是随机的，等待还没有被接收信息的子进程，有几个子进程就需要等几次。
        //int status=0;
        //pid_t id=wait(&status);//传地址，操作系统来进行存储子进程退出信息
        if(id>0)
        {
          //printf("wait %d success\n ; exit sig: %d\n",id,WEXITSTATUS(status));
          printf("wait %d success\n",id);
        }
    }
    return 0;
}

waitpid函数

waitpid函数，其拥有三个参数，功能相较于wait更多，可以认为waitpid可以包含wait的功能，wait的功能比较单一，智能获取状态码status，而且是随机等待子进程。

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

参数介绍

返回值pid_t：

• 大于0，表示等待子进程成功，返回值是子进程的pid
• 小于0，表示等待子进程失败
• 等于0，表示等待条件还没有就绪，此时父进程可以做自己的事情

pid参数：

• 大于0，表示等待指定的子进程
• pid = -1 ，表示等待随机子进程

status参数：

• NULL，表示不需要子进程的状态码
• 反之，作为输出型参数，操作系统将子进程退出信息写入status中

options参数：

• 0，表示阻塞等待
• WNOHONG，表示非阻塞等待

wait/waitpid获取子进程状态码的过程

wait和waitpid都是系统调用，为什么要通过系统调用函数，而不是库函数来实现该功能，这是因为，由于进程具有独立性，相互不影响，所以一般的函数无法访问到另一进程的内容，而系统调用，可以在全局上（操作系统的角度）来找到子进程PCB，得到状态码

等待流程

1. 子进程运行完毕后，进入僵尸状态（Z），将退出码信息存储到子进程PCB中（exit_code,exit_signal）,释放代码，以及数据，保留task_struct结构体信息。
2. 父进程通过wait/waitpid，通过系统调用，得到子进程PCB中的退出信息，将推出信息，以位图的方式，写入到int类型的status参数，从而父进程得到子进程的推出信息。

exit_code：表示退出码

exit_signal：表示结束信号，也就是判断是否异常，如果为0，表示正常，如果非零，那就是接收了终止信号 kill -num，其中num==exit_signal

实现方式：

exit_signal == status&0x7F == WIFEXITED（status）

exit_code == status>>8&0xFF == WEXITSTATUS（status）

进程等待相关的宏

WEXITSTATUS（status）：表示输出退出码(exit_code)

WNOHONG：表示非阻塞等待，用于waitpid的option参数。

WIFEXITED(status)：通过状态码，表示子进程是否正常结束（是否异常），如果正常，返回ture

总结

进程等待，是父进程必须要完成的事情，是为了防止内存泄漏，也是为了知道子进程完成任务情况（由状态码得出结论），主要是了解wait/waitpid函数，以及status参数的构成，为什么能表示进程的三种退出情况，以及waitpid函数的非阻塞等待宏WNOHONG，还有退出码WEXITSTATUS，还有判断子进程是否正常退出的宏命令WIFEXITED。