wait()函數和waitpid()函數詳解

文章目錄

• • wait()函數
  • waitpid()函數
  • wait() 和 waitpid() 用法和比較

wait()函數

#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
pid_t wait(int *status);
           

  程序一旦調用了wait，就立即阻塞自己，由wait自動分析是否目前程序的某個子程序已經退出，如果讓它找到了這樣一個已經變成僵屍的子程序，wait就會收集這個子程序的資訊，并把它徹底銷毀後傳回；如果沒有找到這樣一個子程序，wait就會一直阻塞在這裡，直到有一個出現為止。

參數：

• 參數status用來儲存被收集程序退出時的一些狀态，它是一個指向int類型的指針。但如果我們對這個子程序是如何死掉的毫不在意，隻想把這個僵屍程序消滅掉，（事實上絕大多數情況下，我們都會這樣想），我們就可以設定這個參數為NULL，就像這樣：

  pid = wait(NULL);

傳回值：

• 如果成功，wait會傳回被收集的子程序的程序ID；
• 如果調用程序沒有子程序，調用就會失敗，此時wait傳回-1，同時errno被置為ECHILD。

waitpid()函數

#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>
pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options)
           

  從本質上講，系統調用waitpid和wait的作用是完全相同的，但waitpid多出了兩個可由使用者控制的參數pid和options，進而為我們程式設計提供了另一種更靈活的方式。

參數：

• status：參數status用來儲存被收集程序退出時的一些狀态，它是一個指向int類型的指針。但如果我們對這個子程序是如何死掉的毫不在意，隻想把這個僵屍程序消滅掉，（事實上絕大多數情況下，我們都會這樣想），我們就可以設定這個參數為NULL，就像這樣：

  pid = waitpid(-1, NULL, 0);

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

  ① pid>0時，隻等待程序ID等于pid的子程序，不管其它已經有多少子程序運作結束退出了，隻要指定的子程序還沒有結束,waitpid就會一直等下去(阻塞在waitpid()函數這裡)；

  ② pid=-1時，等待任何一個子程序退出，沒有任何限制，此時waitpid和wait的作用一模一樣； 　　

  ③ pid=0時，等待同一個程序組中的任何子程序，如果子程序已經加入了别的程序組，waitpid不會對它做任何理睬；

  ④ pid<-1時，等待一個指定程序組中的任何子程序，這個程序組的ID等于pid的絕對值；

• options：提供了一些額外的選項來控制

  waitpid

  ，目前在Linux中隻支援：

  WNOHANG

  和

  WUNTRACED

  兩個選項，這是兩個常數，可以用

  "|"

  運算符把它們連接配接起來使用；比如

  ret=waitpid(-1,NULL,WNOHANG | WUNTRACED);

  如果我們不想使用它們，也可以把options設為0，如

  ret=waitpid(-1,NULL,0);

  如果使用了

  WNOHANG

  參數調用

  waitpid

  ，即使沒有子程序退出，它也會立即傳回，不會像wait那樣永遠等下去。而

  WUNTRACED

  參數，由于涉及到一些跟蹤調試方面的知識，加之極少用到，可以自行查閱相關材料。

• 傳回值：waitpid的傳回值比wait稍微複雜一些，一共有三種情況：

  ① 當正常傳回的時候，waitpid傳回收集到的子程序的程序ID；

  ② 如果設定了選項WNOHANG，而調用中waitpid發現沒有已退出的子程序可收集，則傳回0； 　　 　　

  ③ 如果調用中出錯，則傳回-1，這時errno會被設定成相應的值以訓示錯誤所在；當pid所訓示的子程序不存在，或此程序存在，但不是調用程序的子程序，waitpid就會出錯傳回，這時errno被設定為

  ECHILD

  ；

wait() 和 waitpid() 用法和比較

（一）

wait()

隻能處理一個子程序的

SIGCHLD

，如果多個并發子程序同時關閉，則會出現僵屍程序，而用

waitpid()

則會避免這種情況：

void sig_chld(int signo) 
{ 
      pid_t pid; 
      int stat; 

      while ( (pid = waitpid(-1, &stat, WNOHANG)) > 0) //非阻塞
          printf("child %d terminated\n", pid); 
      return; 
}
           

這段代碼展現在當有多個子程序結束并幾乎同時送出信号時，waitpid可使所有被送出的信号得到處理，而不會留下zombie。解決辦法：

• ① 輪詢wait傳回的pid，直到等待到所有的子程序pid；
• ② 使用waitpid偵聽特定的pid；
• ③ while(waitpid(-1, NULL, WNOHANGUP) > 0))；進行一直地非阻塞等待，直至父程序回收完所有地結束子程序

如果使用信号：子程序結束發出信号，主程序偵聽wait處理所有信号-----所有5個信号結束信号SIGCHLD都在信号處理函數執行之前産生，而信号處理函數隻執行一次，因為Unix信号一般是不排隊的，如果是不同信号則進入不同的處理函數，但是同一信号隻能進入一次處理函數，後面的則丢失了。

其它： 調用 wait＆waitpid 來處理終止的子程序

pid_t wait(int * status);
pid_t waitpid(pid_t pid,int *status, int options);
           

• 兩個函數都傳回兩個值：函數的傳回值和終止的子程序ID，而waitpid()子程序終止的狀态則是通過status指針傳回的；
• wait()函數等待第一個終止的子程序，而waitpid()函數則可以指定等待特定的子程序；

• 這的差別可能會在下面這種情況時表現得更加明顯：

    當同時有5個客戶連上伺服器，也就是說有五個子程序分别對應了5個客戶，此時，五個客戶幾乎在同時請求終止，這樣一來，幾乎同時，五個FIN發向伺服器，同樣的，五個SIGCHLD信号到達伺服器，然而，UNIX的信号往往是不會排隊的，顯然這樣一來，信号處理函數将隻會執行一次，殘留剩餘四個子程序作為僵屍程序駐留在核心空間。此時，正确的解決辦法是利用waitpid(-1, &stat, WNOHANG)防止留下僵屍程序。其中的pid為－1表明等待任一個子程序，而WNOHANG選擇項通知核心在沒有已終止程序項時不要阻塞。

• wait()函數其實是waitpid()函數的特例，也即wait()函數是封裝waitpid()得來的。

static inline pid_t wait(int * wait_stat) {
	return waitpid(-1, wait_stat, 0);  //傳回值和錯誤
}
           

waitpid提供了wait函數不能實作的3個功能:

• ① waitpid等待特定的子程序, 而wait則傳回任一終止狀态的子程序；
• ② waitpid提供了一個wait的非阻塞版本；
• ③ waitpid支援作業控制。用于檢查 wait() 和 waitpid() 兩個函數傳回終止狀态的宏: 這兩個函數傳回的子程序狀态都儲存在status指針中，用以下3個宏可以檢查該狀态：

  WIFEXITED(status)

  : 若為正常終止, 則為真。此時可執行 WEXITSTATUS(status): 取子程序傳送給exit或_exit參數的低8位.

  WIFSIGNALED(status)

  : 若為異常終止, 則為真。此時可執行 WTERMSIG(status): 取使子程序終止的信号編号.

  WIFSTOPPED(status)

  : 若為目前暫停子程序, 則為真。此時可執行 WSTOPSIG(status): 取使子程序暫停的信号編号