1. 進程等待的概念

進程等待是指父進程通過系統(tǒng)調(diào)用wait或waitpid來對子進程進行狀態(tài)檢測與回收的功能。

當子進程退出時，如果父進程不讀取子進程的退出狀態(tài)，子進程就會成為僵尸進程，造成內(nèi)存泄漏的問題。因此，父進程需要調(diào)用wait或者waitpid確認子進程的退出信息以回收僵尸進程的資源以防止內(nèi)存泄漏。

進程等待的必要性

1. 回收僵尸進程：子進程退出后，如果父進程不進行處理，子進程會變成僵尸進程，占用系統(tǒng)資源，可能導(dǎo)致內(nèi)存泄漏。
2. 獲取子進程的退出情況：父進程可以通過進程等待獲取子進程的退出碼和退出信號，從而了解子進程的執(zhí)行結(jié)果

?2. 進程等待的方法

進程等待通過包含在頭文件<sys/types.h>和<sys/wait.h>中的兩個函數(shù)實現(xiàn)：wait()和waitpid()。

wait和waitpid函數(shù)用于等待子進程，等待意味著等待為子進程收尸，父進程可能會在wait或waitpid處阻塞，等待子進程退出。

2.1 wait函數(shù)

pid_t wait(int* status);

• 函數(shù)原型：pid_t wait(int *status);
• 功能：使調(diào)用的進程（通常是父進程）暫停執(zhí)行，直到一個子進程終止或發(fā)生一個信號。
• 參數(shù)：status是一個輸出型參數(shù)，用于存放子進程的終止狀態(tài)，如果不關(guān)心子進程的退出狀態(tài)，可以設(shè)置為NULL。
• 返回值：如果有子進程退出，wait()返回子進程的PID，并可通過status指針獲取子進程的退出狀態(tài)；如果等待失敗，則返回-1。

?2.2 waitpid函數(shù)

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

• 函數(shù)原型：pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);
• 功能：提供更多的控制，允許父進程等待特定的子進程，或者是與父進程有特定關(guān)系的任何子進程。
• 參數(shù)：

  • pid：指定要等待的子進程的PID；若為-1，則等待任何子進程，與wait等效。
  • status：和wait一樣，用于存放子進程的終止狀態(tài)。
  • options：可以控制waitpid的行為，該參數(shù)選擇性傳入，不傳時行為與wait相同。
    • WNOHANG：如果指定的子進程沒有結(jié)束，waitpid函數(shù)不會阻塞(進程不會暫停等待子進程結(jié)束)，而是立即返回0。
    • WUNTRACED：返回終止子進程信息和因信號停止的子進程信息。
    • WCONTINUED：返回收到SIGCONT信號而恢復(fù)執(zhí)行的已停止子進程狀態(tài)信息

• 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(shè)置了選項WNOHANG，而調(diào)用中waitpid發(fā)現(xiàn)沒有已退出的子進程可收集，則返回0。
  • 如果調(diào)用中出錯，則返回-1，這時errno會被設(shè)置成相應(yīng)的值以指示錯誤所在。

?2.3 status的用法

*status作為一個整型值，其四個字節(jié)的各個字段分別用于存儲各類信息，我們可以將其看作位圖。

我們并不需要記住哪些字段用于存儲什么信息，如何解析，因為操作系統(tǒng)為我們定義了一系列的宏來對*status進行解析：

1. WIFEXITED(status)：

   • 功能：檢查子進程是否正常退出。
   • 返回值：如果子進程通過調(diào)用exit或_exit正常退出，則返回一個非零值。
   • 使用示例：

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

2. WEXITSTATUS(status)：

   • 功能：獲取子進程的退出狀態(tài)碼。
   • 返回值：返回子進程通過exit或_exit系統(tǒng)調(diào)用設(shè)置的退出狀態(tài)碼。
   • 使用示例：

     if (WIFEXITED(status)) {int exit_status = WEXITSTATUS(status);printf("子進程的退出狀態(tài)碼是：%d\n", exit_status);
     }

3. WIFSIGNALED(status)：

   • 功能：檢查子進程是否因為接收到信號而異常終止。
   • 返回值：如果子進程因為接收到信號而終止，則返回一個非零值。
   • 使用示例：

     if (WIFSIGNALED(status)) {printf("子進程因為信號而異常終止\n");
     }

4. WTERMSIG(status)：

   • 功能：獲取導(dǎo)致子進程終止的信號編號。
   • 返回值：返回導(dǎo)致子進程終止的信號編號。
   • 使用示例：

     if (WIFSIGNALED(status)) {int signal_number = WTERMSIG(status);printf("導(dǎo)致子進程終止的信號編號是：%d\n", signal_number);
     }

5. WIFSTOPPED(status)：

   • 功能：檢查子進程是否因為接收到信號而暫停。
   • 返回值：如果子進程因為接收到信號而暫停，則返回一個非零值。
   • 使用示例：

     if (WIFSTOPPED(status)) {printf("子進程因為信號而暫停\n");
     }

6. WSTOPSIG(status)：

   • 功能：獲取導(dǎo)致子進程暫停的信號編號。
   • 返回值：返回導(dǎo)致子進程暫停的信號編號。
   • 使用示例：

     if (WIFSTOPPED(status)) {int stop_signal = WSTOPSIG(status);printf("導(dǎo)致子進程暫停的信號編號是：%d\n", stop_signal);
     }