wait和waitpid详解

前记:恩,很多文章都是转载的,有的时候也没有附上别人的链接,这样是不好,但是就像是学习笔记做摘抄一样,我的博文不会商用,如果有商用那一天,一定保证好著作权。

学习本就是一个相互借鉴和模仿的过程。恩,大家一起学习,一起成长,才能不断进步!

 

关于wait和waitpid的区别,之前在严冰的linux程序设计书里只是简单介绍了一下,今天看一位有名的博主的UNIX网络编程的读书笔记的时候,发现自己对于wait和waitpid还是不理解。

wait()就是得到子进程的返回码,等于就是为子进程“收尸”,否则子进程会变僵尸进程(关于僵尸和孤儿进程的区别,之前有总结过),如果父进程结束了,init进程会为僵尸进程收尸的。

 

SIGCHLD信号处理函数:

进程一章讲过用wait和waitpid函数清理僵尸进程,父进程可以阻塞等待子进程结束,也可以非阻塞地查询是否有子进程结束等待清理(也就是轮询的方式)。采用第一种方式,父进程阻塞了就不能处理自己的工作了;采用第二种方式,父进程在处理自己的工作的同时还要记得时不时地轮询一下,程序实现复杂。
其实,子进程在终止时会给父进程发SIGCHLD信号,该信号的默认处理动作是忽略,父进程可以自定义SIGCHLD信号的处理函数,这样父进程只需专心处理自己的工作,不必关心子进程了,子进程终止时会通知父进程,父进程在信号处理函数中调用wait清理子进程即可。
事实上,由于UNIX的历史原因,要想不产生僵尸进程还有另外一种办法:父进程调用sigaction将SIGCHLD的处理动作置为SIG_IGN,这样fork出来的子进程在终止时会自动清理掉,不会产生僵尸进程,也不会通知父进程。系统默认的忽略动作和用户用sigaction函数自定义的忽略通常是没有区别的,但这是一个特例。此方法对于Linux可用,但不保证在其它UNIX系统上都可用。请编写程序验证这样做不会产生僵尸进程。

 

wait的函数原型是:  

 
#include
#include
 
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。 
 
参数:
   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);
 
返回值:
   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。 
 
waitpid的函数原型是:     
 
#include
#include
 
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。
 
参数:(status同上)     
 
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。     
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。
 
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。   
 
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。
 
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WNOHANGWUNTRACED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.
看到这里,聪明的读者可能已经看出端倪了--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:     
  1. static inline pid_t wait(int * wait_stat)   
  2. {  
  3.   return waitpid(-1,wait_stat,0);   //返回值和错误 
  4. }  
返回值:   
     
waitpid的返回值比wait稍微复杂一些,一共有3种情况:  
 
● 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;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 
 
其它: 调用 wait&waitpid 来处理终止的子进程:
  pid_t wait(int * status); 
  pid_t waitpid(pid_t pid,int * status, int options); 
两个函数都返回两个值:函数的返回值和终止的子进程ID,而子进程终止的状态则是通过status指针返回的。
wait&waitpid 的区别是显而易见的,wait等待第一个终止的子进程,而waitpid则可以指定等待特定的子进程。
这的区别可能会在下面这种情况时表现得更加明显:
   当同时有5个客户连上服务器,也就是说有五个子进程分别对应了5个客户,此时,五个客户几乎在同时请求终止,这样一来,几乎同时,五个FIN发向服务器,同样的,五个SIGCHLD信号到达服务器,然而,UNIX的信号往往是不会排队的,显然这样一来,信号处理函数将只会执行一次,残留剩余四个子进程作为僵尸进程驻留在内核空间。此时,正确的解决办法是利用waitpid(-1, &stat, WNOHANG)防止留下僵尸进程。
其中的pid为-1表明等待任一个子进程,而WNOHANG选择项通知内核在没有已终止进程项时不要阻塞。
 
wait&waitpid 区别 :
 
waitpid提供了wait函数不能实现的3个功能: 
1.waitpid等待特定的子进程, 而wait则返回任一终止状态的子进程; 
2.waitpid提供了一个wait的非阻塞版本; 
3.waitpid支持作业控制(以WUNTRACED选项). 用于检查wait和waitpid两个函数返回终止状态的宏: 这两个函数返回的子进程状态都保存在status指针中, 用以下3个宏可以检查该状态: 
   WIFEXITED(status): 若为正常终止, 则为真. 此时可执行 WEXITSTATUS(status): 取子进程传送给exit或_exit参数的低8位. 
   WIFSIGNALED(status): 若为异常终止, 则为真.此时可执行 WTERMSIG(status): 取使子进程终止的信号编号.
 
   WIFSTOPPED(status): 若为当前暂停子进程, 则为真. 此时可执行 WSTOPSIG(status): 取使子进程暂停的信号编号
 
 
注:(网上看到的感觉方法很好,推荐)
如果用在父进程用wait()和waitpid()会使父进程挂起,解决的办法:
 
(1).可以用signal函数为SIGCHLD安装handler。在子进程结束后,父进程会收到该信号,可以在handler中调用wait回收。
(2).如果父进程不关心子进程什么时候结束,那么可以用signal(SIGCLD, SIG_IGN)或signal(SIGCHLD, SIG_IGN)通知内核,自己对子进程的结束不感兴趣,那么子进程结束后,内核会回收,并不再给父进程发送信号。
(3).fork两次,父进程fork一个子进程,然后继续工作,子进程fork一个孙进程后退出,那么孙进程被init接管,孙进程结束后,init会回收。不过子进程的回收还要自己做。 

 

posted @ 2016-08-24 20:13 0giant 阅读(...) 评论(...) 编辑 收藏