Linux笔记---进程：进程等待

1. 进程等待的概念

进程等待是指父进程通过系统调用wait或waitpid来对子进程进行状态检测与回收的功能。

当子进程退出时，如果父进程不读取子进程的退出状态，子进程就会成为僵尸进程，造成内存泄漏的问题。因此，父进程需要调用wait或者waitpid确认子进程的退出信息以回收僵尸进程的资源以防止内存泄漏。

进程等待的必要性

1. 回收僵尸进程：子进程退出后，如果父进程不进行处理，子进程会变成僵尸进程，占用系统资源，可能导致内存泄漏。
2. 获取子进程的退出情况：父进程可以通过进程等待获取子进程的退出码和退出信号，从而了解子进程的执行结果

 2. 进程等待的方法

进程等待通过包含在头文件<sys/types.h>和<sys/wait.h>中的两个函数实现：wait()和waitpid()。

wait和waitpid函数用于等待子进程，等待意味着等待为子进程收尸，父进程可能会在wait或waitpid处阻塞，等待子进程退出。

2.1 wait函数

pid_t wait(int* status);

• 函数原型：pid_t wait(int *status);
• 功能：使调用的进程（通常是父进程）暂停执行，直到一个子进程终止或发生一个信号。
• 参数：status是一个输出型参数，用于存放子进程的终止状态，如果不关心子进程的退出状态，可以设置为NULL。
• 返回值：如果有子进程退出，wait()返回子进程的PID，并可通过status指针获取子进程的退出状态；如果等待失败，则返回-1。

 2.2 waitpid函数

pid_ t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);

• 函数原型：pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);
• 功能：提供更多的控制，允许父进程等待特定的子进程，或者是与父进程有特定关系的任何子进程。
• 参数：

  • pid：指定要等待的子进程的PID；若为-1，则等待任何子进程，与wait等效。
  • status：和wait一样，用于存放子进程的终止状态。
  • options：可以控制waitpid的行为，该参数选择性传入，不传时行为与wait相同。
    • WNOHANG：如果指定的子进程没有结束，waitpid函数不会阻塞(进程不会暂停等待子进程结束)，而是立即返回0。
    • WUNTRACED：返回终止子进程信息和因信号停止的子进程信息。
    • WCONTINUED：返回收到SIGCONT信号而恢复执行的已停止子进程状态信息

• 返回值：

  • 当正常返回的时候，waitpid返回收集到的子进程的进程ID。
  • 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。
  • 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。

 2.3 status的用法

*status作为一个整型值，其四个字节的各个字段分别用于存储各类信息，我们可以将其看作位图。

我们并不需要记住哪些字段用于存储什么信息，如何解析，因为操作系统为我们定义了一系列的宏来对*status进行解析：

1. WIFEXITED(status)：

   • 功能：检查子进程是否正常退出。
   • 返回值：如果子进程通过调用exit或_exit正常退出，则返回一个非零值。
   • 使用示例：

     if (WIFEXITED(status)) {
         printf("子进程正常退出\n");
     }

2. WEXITSTATUS(status)：

   • 功能：获取子进程的退出状态码。
   • 返回值：返回子进程通过exit或_exit系统调用设置的退出状态码。
   • 使用示例：

     if (WIFEXITED(status)) {
         int exit_status = WEXITSTATUS(status);
         printf("子进程的退出状态码是：%d\n", exit_status);
     }

3. WIFSIGNALED(status)：

   • 功能：检查子进程是否因为接收到信号而异常终止。
   • 返回值：如果子进程因为接收到信号而终止，则返回一个非零值。
   • 使用示例：

     if (WIFSIGNALED(status)) {
         printf("子进程因为信号而异常终止\n");
     }

4. WTERMSIG(status)：

   • 功能：获取导致子进程终止的信号编号。
   • 返回值：返回导致子进程终止的信号编号。
   • 使用示例：

     if (WIFSIGNALED(status)) {
         int signal_number = WTERMSIG(status);
         printf("导致子进程终止的信号编号是：%d\n", signal_number);
     }

5. WIFSTOPPED(status)：

   • 功能：检查子进程是否因为接收到信号而暂停。
   • 返回值：如果子进程因为接收到信号而暂停，则返回一个非零值。
   • 使用示例：

     if (WIFSTOPPED(status)) {
         printf("子进程因为信号而暂停\n");
     }

6. WSTOPSIG(status)：

   • 功能：获取导致子进程暂停的信号编号。
   • 返回值：返回导致子进程暂停的信号编号。
   • 使用示例：

     if (WIFSTOPPED(status)) {
         int stop_signal = WSTOPSIG(status);
         printf("导致子进程暂停的信号编号是：%d\n", stop_signal);
     }