Linux系统编程-进程（四）：进程资源回收（等待子进程退出函数）【wait()/waitpid()】

太过爱你忘了你带给我的痛 2023-09-27 11:42 79阅读 0赞

## 一、概述 ##

在每个进程退出的时候，内核释放该进程所有的资源、包括打开的文件、占用的内存等。但是仍然为其保留一定的信息，这些信息主要主要指进程控制块PCB的信息（包括进程号、退出状态、运行时间等）。

父进程可以通过调用wait或waitpid得到它的退出状态同时彻底清除掉这个进程。

wait() 和 waitpid() 函数的功能一样，区别在于，wait() 函数会阻塞，waitpid() 可以设置不阻塞，waitpid() 还可以指定等待哪个子进程结束。

注意：一次wait或waitpid调用只能清理一个子进程，清理多个子进程应使用循环。

## 二、wait函数 ##

函数说明：

#include <sys/types.h>
    #include <sys/wait.h>
    
    pid_t wait(int *status);
    功能：
        等待任意一个子进程结束，如果任意一个子进程结束了，此函数会回收该子进程的资源。
    参数：
        status : 进程退出时的状态信息。
    返回值：
        成功：已经结束子进程的进程号
        失败： -1

调用 wait() 函数的进程会挂起（阻塞），直到它的一个子进程退出或收到一个不能被忽视的信号时才被唤醒（相当于继续往下执行）。

若调用进程没有子进程，该函数立即返回；若它的子进程已经结束，该函数同样会立即返回，并且会回收那个早已结束进程的资源。

所以，wait()函数的主要功能为回收已经结束子进程的资源。

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。

这个退出信息在一个 int 中包含了多个字段，直接使用这个值是没有意义的，我们需要用宏定义取出其中的每个字段。

**宏函数可分为如下三组：**

1) WIFEXITED(status)

为非0 → 进程正常结束

WEXITSTATUS(status)

如上宏为真，使用此宏 → 获取进程退出状态 (exit的参数)

2) WIFSIGNALED(status)

为非0 → 进程异常终止

WTERMSIG(status)

如上宏为真，使用此宏 → 取得使进程终止的那个信号的编号。

3) WIFSTOPPED(status)

为非0 → 进程处于暂停状态

WSTOPSIG(status)

如上宏为真，使用此宏 → 取得使进程暂停的那个信号的编号。

WIFCONTINUED(status)

为真 → 进程暂停后已经继续运行

## 三、waitpid函数 ##

函数说明：

#include <sys/types.h>
    #include <sys/wait.h>
    
    pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);
    功能：
        等待子进程终止，如果子进程终止了，此函数会回收子进程的资源。
    
    参数：
        pid : 参数 pid 的值有以下几种类型：
          pid > 0  等待进程 ID 等于 pid 的子进程。
          pid = 0  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 不会等待它。
          pid = -1 等待任一子进程，此时 waitpid 和 wait 作用一样。
          pid < -1 等待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。
    
        status : 进程退出时的状态信息。和 wait() 用法一样。
    
        options : options 提供了一些额外的选项来控制 waitpid()。
                0：同 wait()，阻塞父进程，等待子进程退出。
                WNOHANG：没有任何已经结束的子进程，则立即返回。
                WUNTRACED：如果子进程暂停了则此函数马上返回，并且不予以理会子进程的结束状态。（由于涉及到一些跟踪调试方面的知识，加之极少用到）
                     
    返回值：
        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() 返回收集到的已经回收子进程的进程号；
            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等待，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，如：当 pid 所对应的子进程不存在，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；