深入淺出—unix多進程編程之wait()和waitpid()函數

Wait和waipid函數

 

當一個進程正常或異常終止的時候，核心就像其父進程發送SIGCHLD訊號，因為子進程是個一步事件，所以這種訊號也是核心系那個父進程發的非同步通知。父進程可以選擇忽略該訊號，或者提供一個該訊號發生時即被調用執行的函數。對於這種訊號的系統預設動作是忽略它。

現在要知道調用wait或waitpid的進程可能會發生什麼情況：

 

•  如果其所有子進程都在運行，則阻塞。
• 如果一個子進程已經終止，正在得帶的父進程擷取到終止狀態，則取得該子進程的終止狀態立即返回。
• 如果他沒有任何子進程，則立即出錯返回。

 

如果進程由於接收到SIGCHLD訊號而調用wait，則可期望wait會立即返回。但是如果在任意時刻調用wait則進程可能會阻塞。

 

兩個函數原型

#include <sys/wait.h>pid_t wait(int *status);pit_t wait(pid_t pid,int *status,int options); 函數若成功，返回進程ID，若出錯則返回-1；

 

下面就來一個簡單的例子來展示一下我們的wait函數

 

#include "apue.h"#include <sys/wait.h> int main(void){        pid_t pid1,pid2;       printf("before fork\n");               if((pid1=fork())<0){               printf("fork error");        }else if(pid1==0){                printf("child process 'spid=%d\n",getpid());                sleep(3);        }else{               pid2=wait(NULL);               printf("wait process 's pid=%d\n",pid2);        }        exit(0);}

 

輸出結果：                             

 

當程式啟動並執行時候明顯的可以看到在輸出最後一行 的時候等待了三秒鐘。也就是父進程等待子進程的結束。父進程才能撲捉子進程，然後得到wait要得到的結果。

 

參數status：

參數status是一個整型指標。如果參數status的值不是NULL，wait就會把子進程退出時的狀態取出並存入其中，這是一個整數值（int），指出了子進程是正常退出還是被非正常結束的（一個進程也可以被其他進程用訊號結束，我們將在以後的文章中介紹），以及正常結束時的傳回值，或被哪一個訊號結束的等資訊。由於這些資訊被存放在一個整數的不同二進位位中，所以用常規的方法讀取會非常麻煩，人們就設計了一套專門的宏（macro）來完成這項工作，下面我們來學習一下其中最常用的兩個：

1，WIFEXITED(status) 這個宏用來指出子進程是否為正常退出的，如果是，它會返回一個非零值。

（請注意，雖然名字一樣，這裡的參數status並不同於wait唯一的參數--指向整數的指標status，而是那個指標所指向的整數，切記不要搞混了。）

2， WEXITSTATUS(status) 當WIFEXITED返回非零值時，我們可以用這個宏來提取子進程的傳回值，如果子進程調用exit(5)退出，WEXITSTATUS(status) 就會返回5；如果子進程調用exit(7)，WEXITSTATUS(status)就會返回7。請注意，如果進程不是正常退出的，也就是說， WIFEXITED返回0，這個值就毫無意義。

詳細的書中的表

 

下面的例子就是擷取到子進程的終止訊號。然後進行輸出。

#include "apue.h"#include<sys/wait.h> void pr_exit(int); int main(void){        pid_t pid;        int status;        if((pid=fork())<0){               err_sys("fork error");        }else if(pid==0){                exit(7);        }        if(wait(&status)!=pid)               err_sys("wait error");        pr_exit(status);        if((pid=fork())<0)               err_sys("fork error");        else if(pid==0)        //      printf("child  pid=%d\n",getpid());                 //printf("child pid=%d\n",getppid());                abort();         if(wait(&status)!=pid)               err_sys("wait error");        pr_exit(status);        if((pid=fork())<0)               err_sys("fork error");        else if(pid==0)               //printf(" parent pid=%d\n",getppid());                 //printf("child  pid=%d\n",getpid());                status/=0;        if(wait(&status)!=pid)               err_sys("wait error");                                                                                                                                              pr_exit(status);                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          exit(0);                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                          }                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                         void pr_exit(int status)                                                                                                                                                     {                                                                                                                                                                                    if(WIFEXITED(status))                                                                                                                                                               printf("normal termination,exitstatus=%d\n",WEXITSTATUS(status));                                                                                                   elseif(WIFSIGNALED(status))                                                                                                                                                        printf("abnormal termination,signalstatus=%d\n",WTERMSIG(status),                                                                                           #ifdef WCOREDUMP                                                                                                                                                                                            WCOREDUMP(status)?"(core file generated)":"");                                                                                                                                                                                                                                                                            #else                                                                                                                                                                                       "");                                                                                                                                                         #endif                                                                                                                                                                               elseif(WIFSTOPPED(status))                                                                                                                                                         printf("child stopped ,signal number=%d\n",                                                                                                                                                 WSTOPSIG(status));                                                                                                                                                                                                                                                                                                         }   

 

輸出結果：

 

從結果我們看到了調用exit為正常終止函數。

 

Waitpid函數。

當我們需要等待一個特定進程的函數時候，我們這個時候就需要用到了waitpid函數了。從上文看到waitpid函數原型，我們也都瞭解到有個pid_t參數。

解釋如下：

Pid=-1,等待任一個子進程。與wait等效。

Pid>0.等待其進程ID與pid相等的子進程。

Pid==0等待其組ID等於調用進程組ID的任一個子進程。

Pid<-1等待其組ID等於pid絕對值的任一子進程。

 

Waitpid返回終止子進程的進程ID。並將該子進程的終止狀態存放在有status指向的儲存單元中。

 

Waitpid 函數提供了wait函數沒有提供的三個功能。

Waitpid可等待一個特定的進程，而wait則返回任一個終止子進程的狀態。

Waitpid提供了yigewait費阻塞版本。有時候使用者希望取得一個子進程的狀態，但不想阻塞。

Waitpid支援作業控制。

 

Waitpid傳回值和錯誤

 

waitpid的傳回值比wait稍微複雜一些，一共有3種情況：

1. 當正常返回的時候，waitpid返回收集到的子進程的進程ID；
2. 如果設定了選項WNOHANG，而調用中waitpid發現沒有已退出的子進程可收集，則返回0；
3. 如果調用中出錯，則返回-1，這時errno會被設定成相應的值以指示錯誤所在；

當pid所指示的子進程不存在，或此進程存在，但不是調用進程的子進程，waitpid就會出錯返回，這時errno被設定為ECHILD；

#include <sys/types.h>#include <sys/wait.h>#include <unistd.h>int main(){                 pid_tpc, pr;         pc=fork();          if(pc<0){                      /*如果fork出錯 */                                  printf("Erroroccured on forking.\n");               }elseif(pc==0){                                      /*如果是子進程 */                                  sleep(10);                   /*睡眠10秒 */                      exit(0);              }                 /*如果是父進程 */               do{                                pr=waitpid(pc,NULL, WNOHANG);                             /*使用了WNOHANG參數，waitpid不會在這裡等待 */                                      if(pr==0){                                       /*如果沒有收集到子進程 */                                                     printf("Nochild exited\n");                                            sleep(1);                     }         }        while(pr==0);                               /*沒有收集到子進程，就回去繼續嘗試 */                         if(pr==pc)                                      printf("successfullyget child %d\n", pr);                            else                                       printf("someerror occured\n");} 

 

輸出結果：

 

從結果中，我們看到父進程一直在等待子進程的結束。

 

wait()和waitpid()就講解到此。有什麼疑問歡迎告知。

 

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