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  • linux进程控制-wait()

    #include <sys/types.h> /* 提供类型pid_t的定义 */ 
                #include <sys/wait.h> 
                pid_t wait(int *status) 
                

          进程一旦调用了wait,就立即阻塞自己,由wait自动分析是否当前进程的某个子进程已经退出,如果让它找到了这样一个已经变成僵尸的子进程,wait就会收集这个子进程的信息,并把它彻底销毁后返回;如果没有找到这样一个子进程,wait就会一直阻塞在这里,直到有一个出现为止,当然 如果在调用wait()时子进程已经结束,则wait()就会立即返回子进程结束状态值。     参数status用来保存被收集进程退出时的一些状态,它是一个指向int类型的指针。但如果我们对这个子进程是如何死掉的毫不在意,只想把这个僵尸进程消灭掉,(事实上绝大多数情况下,我们都会这样想),我们就可以设定这个参数为NULL,就象下面这样:

    		pid = wait(NULL); 
                

    如果成功,wait会返回被收集的子进程的进程ID,如果调用进程没有子进程,调用就会失败,此时wait返回-1,同时errno被置为ECHILD。

    下面就让我们用一个例子来实战应用一下wait调用:

                 /* wait1.c */ 
                 #include <sys/types.h> 
                 #include <sys/wait.h> 
                 #include <unistd.h> 
                 #include <stdlib.h> 
                  main() 
                  { 
                      pid_t pc,pr; 
                      pc=fork(); 
                      if(pc<0)   /* 如果出错 */ 
                         printf("error ocurred!\n"); 
                      else if(pc==0){  /* 如果是子进程 */  
                       printf("This is child process with pid of %d\n",getpid()); 
                       sleep(10); /* 睡眠10秒钟 */ 
                      } 
                      else{   /* 如果是父进程 */ 
                       pr=wait(NULL); /* 在这里等待 */ 
                       printf("I catched a child process with pid of %d\n"),pr); 
                      }   
                      exit(0); 
                  }

    编译并运行:

    $ cc wait1.c -o wait1 
                $ ./wait1 
                This is child process with pid of 1508 
                I catched a child process with pid of 1508 
                

           可以明显注意到,在第2行结果打印出来前有10 秒钟的等待时间,这就是我们设定的让子进程睡眠的时间,只有子进程从睡眠中苏醒过来,它才能正常退出,这样就能清晰的看到只有父进程捕捉的过程。其实这里我们不管设定子进程睡眠的时间有多长,父进程都会一直等待下去.

    参数status:

    如果参数status的值不是NULL,wait就会把子进程退出时的状态取出并存入其中,这是一个整数值(int),指出了子进程是正常退出还是被非正常结束的(一个进程也可以被其他进程用信号结束,我们将在以后的文章中介绍),以及正常结束时的返回值,或被哪一个信号结束的等信息。由于这些信息被存放在一个整数的不同二进制位中,所以用常规的方法读取会非常麻烦,人们就设计了一套专门的宏(macro)来完成这项工作,下面我们来学习一下其中最常用的两个:

    1,WIFEXITED(status) 这个宏用来指出子进程是否为正常退出的,如果是,它会返回一个非零值。

    (请注意,虽然名字一样,这里的参数status并不同于wait唯一的参数--指向整数的指针status,而是那个指针所指向的整数,切记不要搞混了。)

    2, WEXITSTATUS(status) 当WIFEXITED返回非零值时,我们可以用这个宏来提取子进程的返回值,如果子进程调用exit(5)退出,WEXITSTATUS(status) 就会返回5;如果子进程调用exit(7),WEXITSTATUS(status)就会返回7。请注意,如果进程不是正常退出的,也就是说, WIFEXITED返回0,这个值就毫无意义。

    下面通过例子来实战一下我们刚刚学到的内容:

                /* wait2.c */ 
                #include <sys/types.h> 
                #include <sys/wait.h> 
                #include <unistd.h> 
                main() 
                { 
                 int status; 
                 pid_t pc,pr; 
                 pc=fork(); 
                  if(pc<0) /* 如果出错 */ 
                     printf("error ocurred!\n"); 
                 else if(pc==0){ /* 子进程 */ 
                  printf("This is child process with pid of %d.\n",getpid()); 
                  exit(3); /* 子进程返回3 */ 
                 } 
                 else{  /* 父进程 */ 
                  pr=wait(&status); 
                    if(WIFEXITED(status)){ /* 如果WIFEXITED返回非零值 */ 
                  printf("the child process %d exit normally.\n",pr); 
                  printf("the return code is %d.\n",WEXITSTATUS(status)); 
                  }else   /* 如果WIFEXITED返回零 */ 
                  printf("the child process %d exit abnormally.\n",pr); 
                  } 
                }
                

    编译并运行:

    $ cc wait2.c -o wait2 
                $ ./wait2 
                This is child process with pid of 1538. 
                the child process 1538 exit normally. 
                the return code is 3.          

    父进程准确捕捉到了子进程的返回值3,并把它打印了出来。

    当然,处理进程退出状态的宏并不止这两个,但它们当中的绝大部分在平时的编程中很少用到,就也不在这里浪费篇幅介绍了,有兴趣的读者可以自己参阅Linux man pages去了解它们的用法。

    进程同步:

    有时候,父进程要求子进程的运算结果进行下一步的运算,或者子进程的功能是为父进程提供了下一步执行的先决条件(如:子进程建立文件,而父进程写入数据),此时父进程就必须在某一个位置停下来,等待子进程运行结束,而如果父进程不等待而直接执行下去的话,可以想见,会出现极大的混乱。这种情况称为进程之间的同步,更准确地说,这是进程同步的一种特例。进程同步就是要协调好2个以上的进程,使之以安排好地次序依次执行。解决进程同步问题有更通用的方法,我们将在以后介绍,但对于我们假设的这种情况,则完全可以用wait系统调用简单的予以解决。请看下面这段程序:

                #include <sys/types.h> 
                #include <sys/wait.h> 
                main() 
                { 
                  pid_t pc, pr; 
                  int status; 
                   
                  pc=fork(); 
                   
                  if(pc<0) 
                     printf("Error occured on forking.\n"); 
                  else if(pc==0){ 
                    /* 子进程的工作 */ 
                    exit(0); 
                  }else{ 
                   /* 父进程的工作 */ 
                   pr=wait(&status); 
                   /* 利用子进程的结果 */ 
                  } 
                } 
                 
                

    这段程序只是个例子,不能真正拿来执行,但它却说明了一些问题,首先,当fork调用成功后,父子进程各做各的事情,但当父进程的工作告一段落,需要用到子进程的结果时,它就停下来调用wait,一直等到子进程运行结束,然后利用子进程的结果继续执行,这样就圆满地解决了我们提出的进程同步问题。

       

    waitpid系统调用在Linux函数库中的原型是:

    #include <sys/types.h> /* 提供类型pid_t的定义 */ 
                #include <sys/wait.h> 
                pid_t waitpid(pid_t pid,int *status,int options) 
                

    从本质上讲,系统调用waitpid和wait的作用是完全相同的,但waitpid多出了两个可由用户控制的参数pid和options,从而为我们编程提供了另一种更灵活的方式。下面我们就来详细介绍一下这两个参数:

    pid

    从参数的名字pid和类型pid_t中就可以看出,这里需要的是一个进程ID。但当pid取不同的值时,在这里有不同的意义。

    1. pid>0时,只等待进程ID等于pid的子进程,不管其它已经有多少子进程运行结束退出了,只要指定的子进程还没有结束,waitpid就会一直等下去。
    2. pid=-1时,等待任何一个子进程退出,没有任何限制,此时waitpid和wait的作用一模一样。
    3. pid=0时,等待同一个进程组中的任何子进程,如果子进程已经加入了别的进程组,waitpid不会对它做任何理睬。
    4. pid<-1时,等待一个指定进程组中的任何子进程,这个进程组的ID等于pid的绝对值。

    options

    options提供了一些额外的选项来控制waitpid,目前在Linux中只支持WNOHANG和WUNTRACED两个选项,这是两个常数,可以用"|"运算符把它们连接起来使用,比如:

    ret=waitpid(-1,NULL,WNOHANG | WUNTRACED); 
                

    如果我们不想使用它们,也可以把options设为0,如:

    ret=waitpid(-1,NULL,0); 
                

    如果使用了WNOHANG参数调用waitpid,即使没有子进程退出,它也会立即返回,不会像wait那样永远等下去。

    而WUNTRACED参数,由于涉及到一些跟踪调试方面的知识,加之极少用到,这里就不多费笔墨了,有兴趣的读者可以自行查阅相关材料。

        wait不就是经过包装的waitpid吗?没错,察看<内核源码目录>/include/unistd.h文件349-352行就会发现以下程序段:

    static inline pid_t wait(int * wait_stat) 
                { 
                return waitpid(-1,wait_stat,0); 
                }            

    1.9.2 返回值和错误

    waitpid的返回值比wait稍微复杂一些,一共有3种情况:

    1. 当正常返回的时候,waitpid返回收集到的子进程的进程ID;
    2. 如果设置了选项WNOHANG,而调用中waitpid发现没有已退出的子进程可收集,则返回0;
    3. 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;

    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,这时errno被设置为ECHILD;

                #include <sys/types.h> 
                #include <sys/wait.h> 
                #include <unistd.h> 
                main() 
                { 
                    pid_t pc, pr; 
                     
                    pc=fork(); 
                    if(pc<0)  /* 如果fork出错 */ 
                    printf("Error occured on forking.\n"); 
                    else if(pc==0) 
                    {  /* 如果是子进程 */ 
                    sleep(4); /* 睡眠4秒 */ 
                    exit(0); 
                    } 
                    /* 如果是父进程 */ 
                    do 
                    { 
                    pr=waitpid(pc, NULL, WNOHANG); /* 使用了WNOHANG参数,waitpid不会在这里等待 */ 
                     if(pr==0) 
                     {   /* 如果没有收集到子进程 */ 
                      printf("No child exited\n"); 
                      sleep(1); 
                     } 
                    }while(pr==0);    /* 没有收集到子进程,就回去继续尝试 */ 
                    if(pr==pc) 
                     printf("successfully release child %d\n", pr); 
                    else 
                     printf("some error occured\n"); 
                }

    编译并运行:

    $ cc waitpid.c -o waitpid 
                $ ./waitpid 
                No child exited 
                No child exited 
                No child exited 
                No child exited 
                successfully release child 1526 
                

    父进程经过4次失败的尝试之后,终于收集到了退出的子进程。

    因为这只是一个例子程序,不便写得太复杂,所以我们就让父进程和子进程分别睡眠了4秒钟和1秒钟,代表它们分别作了4秒钟和1秒钟的工作。父子进程都有工作要做,父进程利用工作的简短间歇察看子进程的是否退出,如退出就收集它.这样的话,既不影响父进程的工作,也可以消除僵尸进程.
    最后 不管是 wait 还是waitpid函数都有个参数来反映子进程的结束状态,底下有几个宏可判别结束情况,参数当然是指针指向的那个: 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 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。

    http://www.blogjava.net/sunzhong/articles/288659.html

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/newlist/p/2342148.html
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