二十四、Linux 进程与信号---wait 函数

24.1 wait 函数说明

 24.1.1 waitpid---等待子进程中断或结束

　　waitpid（等待子进程中断或结束）
　　相关函数 wait，fork

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

• 函数说明
  • waitpid() 会暂时停止目前进程的执行，直到有信号来到或子进程结束。
  • 如果在调用 wait() 时子进程已经结束，则 wait()会立即返回子进程结束状态值。子进程的结束状态值会由参数 status 返回，而子进程的进程识别码也会一快返回。
  • 如果不在意结束状态值，则参数status可以设成NULL。
• 函数功能：wait 函数的非阻塞版本
• 函数参数
  • @pid 为欲等待的子进程识别码，其他数值意义如下:
    • pid< -1 等待其组ID等于 pid 的绝对值的任一子进程
    • pid= -1 等待任一子进程，相当于wait()。
    • pid= 0 等待进程组 ID 等于调用进程的组 ID 的任一子进程
    • pid> 0  等待其进程ID 与 pid 相等的子进程。
  • @option可以为0 或下面的OR 组合
    • WNOHANG 如果没有任何已经结束的子进程则马上返回，不予以等待。（若由 pid 指定的子进程没有退出，则立即返回，则 waitpid 不阻塞，此时其返回值为0，若不设置就为阻塞，相当于wait）
    • WUNTRACED 如果子进程进入暂停执行情况则马上返回，但结束状态不予以理会。（若某实现支持作业控制，则由 pid 指定的任一子进程状态已暂停，且其状态自暂停以来还未报告过，则返回其状态）
  • @status 子进程的结束状态返回后存于 status，底下有几个宏可判别结束情况
    • WIFEXITED(status)  如果子进程正常结束则为非0值。
    • WEXITSTATUS(status)  取得子进程 exit() 返回的结束代码，一般会先用 WIFEXITED 来判断是否正常结束才能使用此宏。
    • WIFSIGNALED(status)  如果子进程是因为信号而结束则此宏值为真（接到一个不能捕捉的信号）
    • WTERMSIG(status)  取得子进程因信号而中止的信号代码，一般会先用 WIFSIGNALED 来判断后才使用此宏。
    • WIFSTOPPED(status) 如果子进程处于暂停执行情况则此宏值为真。一般只有使用 WUNTRACED  时才会有此情况。
    • WSTOPSIG(status) 取得引发子进程暂停的信号代码，一般会先用 WIFSTOPPED  来判断后才使用此宏。
• 返回值
  • 如果执行成功则返回子进程识别码(PID)，如果有错误发生则返回 -1 。失败原因存于 errno 中。

24.1.2 wait --- 等待子进程中断或结束

　　wait（等待子进程中断或结束）
　　相关函数 waitpid，fork

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

• 函数说明
  • wait()会暂时停止目前进程的执行，直到有信号来到或子进程结束。
  • 如果在调用wait()时子进程已经结束，则wait()会立即返回子进程结束状态值。子进程的结束状态值会由参数 status 返回，而子进程的进程识别码也会一快返回。
  • 如果不在意结束状态值，则参数 status 可以设成 NULL。子进程的结束状态值请参考waitpid()。
• 函数功能：等待子进程退出并回收，防止僵尸进程产生
• 函数参数
  • @status：为空时，代表任意状态结束的子进程，若不为空，则代表指定状态结束的子进程　　
• 返回值
  • 如果执行成功则返回子进程识别码 (PID)，如果有错误发生则返回 -1 。失败原因存于 errno 中。

24.1.3 wait 和 waitpid 函数的区别

• 在一个子进程终止前，wait 使其调用者阻塞
• waitpid 由一个选择项，可使调用者不阻塞
• waitpid 等待一个指定的子进程，而 wait 等待所有的子进程，返回任一终止子进程的状态　　

24.2 案例

24.2.1 wait 函数

　　process_wait.c

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


void out_status(int status)
{
    if(WIFEXITED(status)) {
        printf("normal exit: %d
", WEXITSTATUS(status));
    } else if(WIFSIGNALED(status)) {
        printf("abnormal term: %d
", WTERMSIG(status));
    } else if(WIFSTOPPED(status)) {
        printf("stopped sig: %d
", WSTOPSIG(status));
    } else {
        printf("unkown sig
");
    }
}

int main(void)
{
    int status;//存储子进程终止返回的状态
    pid_t pid;

    /* 正常终止 */
    if((pid = fork()) < 0) {
        perror("fork error");
        exit(1);
    } else if(pid == 0) {
        printf("pid: %d, ppid: %d
", getpid(), getppid());
        exit(3);//子进程终止运行
    }

    //父进程调用wait函数阻塞，等待子进程结束并回收
    wait(&status);
    out_status(status);
    printf("==========================
");

    /* 非正常终止 */
    if((pid = fork()) < 0) {
        perror("fork error");
        exit(1);
    } else if(pid == 0) {
        printf("pid: %d, ppid: %d
", getpid(), getppid());
        int i = 3;
        int j = 0;
        int k = i / j;
        printf("k: %d
", k);
    }

    wait(&status);
    out_status(status);
    printf("==========================
");

    /* 暂停 */
    if((pid = fork()) < 0) {
        perror("fork error");
        exit(1);
    } else if(pid == 0) {
        printf("pid: %d, ppid: %d
", getpid(), getppid());
        pause();//暂停，即为阻塞，等待一个信号将它继续运行
        /*
        int i = 0;
        while(++i > 0) sleep(3);*/
    }

    wait(&status);
    out_status(status);

    return 0;
}

　　编译运行：

　　

　　另开一终端，对进程发出停止信号发现无法停止：

　　

　　这是因为 WIFSTOPPED(status) 和 WSTOPSIG(status) 必须在使用 waitpid 的 option 参数 WUNTRACED  时候才生效，wait 函数无此功能

22.2.2 waitpid

　　process_waitpid.c

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


void out_status(int status)
{
    if(WIFEXITED(status)) {
        printf("normal exit: %d
", WEXITSTATUS(status));
    } else if(WIFSIGNALED(status)) {
        printf("abnormal term: %d
", WTERMSIG(status));
    } else if(WIFSTOPPED(status)) {
        printf("stopped sig: %d
", WSTOPSIG(status));
    } else {
        printf("unkown sig
");
    }
}

int main(void)
{
    int status;//存储子进程终止返回的状态
    pid_t pid;

    /* 正常终止 */
    if((pid = fork()) < 0) {
        perror("fork error");
        exit(1);
    } else if(pid == 0) {
        printf("pid: %d, ppid: %d
", getpid(), getppid());
        exit(3);//子进程终止运行
    }

    //父进程调用wait函数阻塞，等待子进程结束并回收
    wait(&status);
    out_status(status);
    printf("==========================
");

    /* 非正常终止 */
    if((pid = fork()) < 0) {
        perror("fork error");
        exit(1);
    } else if(pid == 0) {
        printf("pid: %d, ppid: %d
", getpid(), getppid());
        int i = 3;
        int j = 0;
        int k = i / j;
        printf("k: %d
", k);
    }

    wait(&status);
    out_status(status);
    printf("==========================
");

    /* 暂停 */
    if((pid = fork()) < 0) {
        perror("fork error");
        exit(1);
    } else if(pid == 0) {
        printf("pid: %d, ppid: %d
", getpid(), getppid());
        pause();//暂停，即为阻塞，等待一个信号将它继续运行
        /*
        int i = 0;
        while(++i > 0) sleep(3);*/
    }

    do{
        //子进程若结束，则 pid 为子进程编号
        //WNOHANG 非阻塞，waitpid 即子进程还没结束，waitpid 直接返回
        pid = waitpid(pid, &status, WNOHANG | WUNTRACED);
        if(pid == 0) sleep(1);//pid = 0, 则子进程没有结束，则父进程睡眠 1 s
    }while(pid == 0);
    out_status(status);

    return 0;
}

　　编译测试与 process_wait.c 一样

　　再次发出 kill -19 pid：