Liunx — 进程等待 (wait和waitpid函数)

拼搏现实的明天。 2022-06-14 11:43 227阅读 0赞

# 进程等待 #

进程等待就是为了同步父进程和子进程，如把运算放到子进程，赋值放到父进程，可能需要让父进程等待子进程运算结束. 一个进程 在

终止时会关闭所 有的文件描述符，释放在用户空间分配的内存，但他的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，如果是异常退 出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 waitpid获取这些 信息，

然后彻底消除掉这个进程。我们知道一个进程的 退出状态可以在shall中用特殊变量￥？查看，因为shell 是它的父进程，当 它终止时

Shell 调用wait或waitpid得到它的退出状态同时彻底清除这个进 程。

当一个进程正常或异常终止时，内核就向父进程发送一个SIGCHLD信号。因为子进程终止是一个异步时间，所以发生这种信号发生 也是

内核向父进程发 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既被调用执行的函数。对于这种信号 的系统默 认

动作是忽略它。 而父进程如果 需要处理掉子进程就要调用wait和waitpid命令.

进程的三种基本状态

进程在运行中不断地改变其运行状态。通常，一个运行进程必须具有以下三种基本状态。

就绪状态：当进程已分配到除CPU以外的所有必要的资源，只要获得处理机便可立即执行，这时的[进程状态][Link 1]称为就绪状态。

执行状态：当进程已获得处理机，其程序正在处理机上执行，此时的进程状态称为执行状态。

阻塞状态：正在执行的进程，由于等待某个事件发生而无法执行时，便放弃处理机而处于阻塞状态。引起进程阻塞的事件可有多

种，例如，等待I/O完成、申请缓冲区不能满足、等待信件(信号)等。

那么当父进程调用了wait和waitpid函数后，会发生什么情况呢?

如果其所有子进程都还在运行，则阻塞.

如果一个子进程已终止，正等待父进程获取其终止状态，则取得该子进程的终止态立即返回.

如果它没有任何子进程，则立即出错返回.

# wait/waitpid函数：    #

头文件：\#include<sys/tpes.h>  
 \#include<sys/wait.h>  
  
  
wait函数：pid\_t wait(int\* status)

返回值： 成功返回被等待进程pid，失败返回-1.

参数：输出型参数，获取子进程退出的状态不关心设置空. 如果进程由于接收到SIGCHLD而调用wait，则会期望wait会立即返回.但如 果

在任意时刻调用 wait，则进程可能阻塞. 在一个子进程终止前，wait使其调用者阻塞，而waitpid有一个选项，可使调用者不阻塞. 如果

status不是一个空指针，则终止 进程的终止状态就存放它所指的单元内。 如果不关心终止状态，则可将该参数设为空指针.

waitpid函数： pid\_t waitpid(pid\_t pid,int \*status,int options);

返回值：

1当正常返回时waitpid返回手机的子进程的进程ID

2.如果设置了选项WNOHANG,而调用中waitpid发现没有退出的子进程可手机，贼返回0.

3.如果调用出错返回-1

4.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，这是errno被设置为ECHILD 参数:

1.pid

pid = -1，等待任意个子进程

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的任意意个子进程  
pid < -1 等待其组ID等于PID绝对值的任意子进程

2.status：

WIFEXITED: 若为正常终止子进程的方法返回状态贼为真.  
WEXITSTATUS:若WIFEXITED,提取子进程的退出码.

3.options

WNOHANG：若pid指定的子进程还没有结束，则waitpid()函数返回0，不予以等待  
若正常结束，则返回该子进程ID.（这里就是我上面说的waitpid的特殊选项）

# 代码验证： #

![20170619223225524][]

接下来我们来看看代码的结果：  因为整个过程是一个动态过程，我就把前后结果贴出来就好~

![20170619223336712][]

5秒后->

![20170619223339520][]

这里就是阻塞等待，接下来我们来看看非阻塞等待。

非阻塞等待:

![20170619224227975][]

这个代码我们采用了非阻塞等待，也就是在等待的过程中父进程还在运行自己的代码，然后我们就可以通过程序运行后的结果，

很清晰的看到这个情况，现在看程序运行的结果：

![20170619232605644][]

我们很清晰的看到这里根据程序所表示的每隔一秒去看一下，然后再运行自己的程序，这种方式就是一个很节约时间的方式，我

们对待进程等待的理解应该更上一个层次了呢.这里进程等待的知识点大概就是这么多，我们认真理解一定可以熟练地掌握这个知识

点.

相关测试代码：

阻塞等待:

#include<stdio.h>
    #include<unistd.h>
    #include<stdlib.h>
    #include<sys/wait.h>
    
    int main()
    {
    	pid_t pid;
    	pid = fork();
    	if(pid < 0)
    	{
    		printf("%s fork error\n",__FUNCTION__);
    		return 1;
    	}
    	else if(pid == 0)
    	{
    		//child
    		printf("child is run,pid is:%d\n",getpid());
    		sleep(5);
    		exit(257);
    	}
    	else
    	{
    		int status = 0;
    		pid_t ret = waitpid(-1,&status,0);// wait 5s
    		printf("this is test for wait\n");
    		if(WIFEXITED(status)&&ret == pid)
    			printf("wait child 5s success,child return code is:%d\n",WEXITSTATUS(status));
    		else
    		{
    			printf("wait child failed,return \n");
    			return 1;
    		}
    	}
    }

非阻塞等待：

#include<stdio.h>
    #include<unistd.h>
    #include<stdlib.h>
    #include<sys/wait.h>
    
    int main()
    {
    	pid_t pid;
    	pid = fork();
    	if(pid < 0)
    	{
    		printf("%sfork error\n",__FUNCTION__);
    		return 1;
    	}
    	else if(pid == 0)
    	{
    		//child
    		printf("child is run,pid is: %d\n",getpid());
    		sleep(5);
    		exit(1);
    	}
    	else
    	{
    		int status = 0;
    		pid_t ret = 0;
    		do
    		{
    			ret = waitpid(-1,&status,WNOHANG);
    			printf("father do other thing\n");
    			if(ret == 0)
    				printf("child is runing\n");
    			sleep(1);
    		}while(ret == 0);
    		if(WIFEXITED(status)&& ret == pid)
    			printf("wait child 5s success,child return cod is:%d\n",WEXITSTATUS(status));
    		else{
    			printf("wait child failed,return\n");
    			return 1;
    		}
    	}
    	return 0;
    }

[Link 1]: https://www.baidu.com/s?wd=%E8%BF%9B%E7%A8%8B%E7%8A%B6%E6%80%81&tn=44039180_cpr&fenlei=mv6quAkxTZn0IZRqIHckPjm4nH00T1YvrAnsmWPWuHfYrHfYnAnv0ZwV5Hcvrjm3rH6sPfKWUMw85HfYnjn4nH6sgvPsT6KdThsqpZwYTjCEQLGCpyw9Uz4Bmy-bIi4WUvYETgN-TLwGUv3EPj6vrHTLnjbz
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[20170619223336712]: /images/20220614/867db89065144b03b5e6c090f8aa67a0.png
[20170619223339520]: /images/20220614/0f4fa60d6d4f4c8abea7e8a0fa304221.png
[20170619224227975]: /images/20220614/05e8a8612fe14593b08af0029d21714c.png
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