子進程的非同步等待方式

我們知道當一個父進程創建一個子進程時，會調用wait和waitpid函數清理僵?進程,?進程可以阻塞等待?進程結束,也可以?阻塞地查詢是否有?進程結束等待清理(也就是輪詢的?式)。采?第?種?式,?進程阻塞了就不 能處理??的?作了;采?第?種?式,?進程在處理??的?作的同時還要記得時不時地輪詢? 下,程序實現複雜。

1.wait和waitpid

（1）wait 函數：用來等待任何一個子進程退出，由父進程調用。

1 #include
2 #include
3 pid_t wait(int* status);

返回值：成功返回被等待子進程的pid，失敗返回-1。 status：輸出型參數，拿回子進程的退出信息。如果參數status不為空，則進程終止狀態被保存於其中。 wait方式：阻塞式等待，等待的子進程不退出時，父進程一直不退出。 目的：回收子進程，系統回收子進程的空間。

依據傳統，返回的整形狀態字是由實現定義的，其中有些位表示退出狀態（正常返回），其他位表示信號編號（異常返回），有一位表示是否產生了一個core文件等。 終止狀態是定義在 sys/wait.h中的各個宏，有四可互斥的宏可以用來取得進程終止的原因。

WIFEXITED:正常返回時為真，可以執行宏函數 WEXITSTATUS獲取子進程傳送給exit、_exit或_Exit的參數的低8位。

WIFSIGNALED:異常返回時為真，可以執行宏函數WTERMSIG取得子進程終止的信號編號，另外，對於一些實現，定義有宏WCOREDUMP宏，若以經昌盛終止進程的core文件，則為真。

WIFSTOPPED:若為當前暫停子進程的返回的狀態，則為真，可執行WSTOPSIG取得使子進程暫停的信號編號。

WIFCONTINUED:若在作業控制暫停後已經繼續的子進程返回了狀態，則為真，僅用於waitpid。

（2）waitpid:

1 #include
2 #include
3 pid_t waitpid(pid_t pid,int* status,int options);

1>參數

從參數的名字pid和類型pid_t中就可以看出，這裡需要的是一個進程ID。但當pid取不同的值時，在這裡有不同的意義。

pid>0時，只等待進程ID等於pid的子進程，不管其它已經有多少子進程運行結束退出了，只要指定的子進程還沒有結束，waitpid就會一直等下去。

pid=-1時，等待任何一個子進程退出，沒有任何限制，此時waitpid和wait的作用一模一樣。

pid=0時，等待同一個進程組中的任何子進程，如果子進程已經加入了別的進程組，waitpid不會對它做任何理睬。

pid<-1時，等待一個指定進程組中的任何子進程，這個進程組的ID等於pid的絕對值。

status參數與wait函數的基本相同。

options參數當options參數為0時，與wait功能相同，仍是阻塞式等待，不提供額外功能，如果為下列常量按位或則提供更多功能：

WCONTINUED：若實現支持作業控制，那麼由pid指定的任一子進程在暫停後已經繼續，但狀態尚未報告，則返回狀態

WNOHANG：若由pid指定的子進程並不是立即可用的，則waitpid不阻塞，即此時以非阻塞方式（輪詢式訪問的必要條件）等待子進程，並且返回0。

WUNTRACED：若實現支持作業控制，而pid指定的任一子進程已經暫停，且其狀態尚未報告，則返回其狀態

2>返回值：

當正常返回的時候，waitpid返回收集到的子進程的進程ID；

如果設置了選項WNOHANG，而調用中waitpid發現沒有已退出的子進程可收集，則返回0；

如果調用中出錯，則返回-1，這時errno會被設置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被設置為ECHILD；

3>waitpid提供了三個wait所沒有的功能：

1. waitpid可等待一個特定的進程

2. waitpid提供了一個wait的非阻塞版本

3. waitpid支持作業控制

2.關於SIGCHLD信號

其實,?進程在終?時會給?進程發SIGCHLD信號,該信號的默認處理動作是忽略,?進程可以? 定義SIGCHLD信號的處理函數,這樣?進程只需專?處理??的?作,不必關??進程了,?進程 終?時會通知?進程,?進程在信號處理函數中調?wait清理?進程即可。

一般情況下父進程收到這個信號的默認處理是忽略這個信號，即就是不做任何處理，但是我們可以通過系統調用API：signal來進行自定義處理句柄，進行驗證，具體代碼如下：

（1）驗證子進程退出時會給父進程發送SIGCHLD信號

程序完成以下功能:?進程fork出?進程,?進程調?exit(1) 終?,?進程?定義SIGCHLD信號的處理函數,在其中調?wait獲得?進程的退出狀態並列印。

用kill -l指令查看17號信號：

3.子進程的非同步等待方式

（1）非同步回收殭屍進程：

fork之後,非阻塞（非同步）等待子進程（回收殭屍）。

fork之後，子進程和父進程分叉執行，殭屍進程的產生是因為父進程沒有給子進程「收屍」造成的，又可以根據危害程度分為下述兩類：

總體來說：當子進程結束之後，但父進程未結束之前，子進程將成為殭屍進程。

1）當子進程結束之後，但父進程未結束之前，子進程將成為殭屍進程，父進程結束後殭屍被init進程回收。

2）如果子進程結束了，但是父進程始終沒有結束，那麼這個殭屍將一直存在，而且隨著exec，殭屍越來越多。

（2）實現代碼

1 #include
2 #include
3 #include
4 #include
5 #include
6 #include
7 void catchSig(int sig)
8 {
9 printf("father is catching,child is quit
");
10 //以非阻塞方式等待所有異常退出的子進程
11 pid_t id;
12 while((id = waitpid(-1,NULL,WNOHANG)) > 0)
13 {
14 printf("wait child success:%d
",id);
15 }
16 }
17 int main
18 {
19 signal(SIGCHLD,catchSig);
20 pid_t pid1 = fork;
21 if(pid1 == 0)//child1
22 {
23 printf("child1:my pid is %d
",getpid);
24 exit(-1);//子進程1異常終止
25 }
26 pid_t pid2 = fork;//child2
27 if(pid2 == 0)
28 {
29 printf("child2:my pid is %d
",getpid);
30 exit(-1);//子進程２異常退出
31 }
32 pid_t pid3 = fork;//child3
33 if(pid3 == 0)
34 {
35 printf("child3:my pid is %d
",getpid);//子進程3正常運行　
36 }
37 while(1)
38 {
39 printf("father is waiting...
");
40 sleep(1);
41 }
42 return 0;

運行結果：

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