wait函数和waitpid函数

1. 僵尸进程

1. 说明
   1. 子进程结束但是没有完全释放内存(在内核中的task_struct没有释放)，该进程就会成为僵尸进程
   2. 当僵尸进程的父进程结束后就会被init进程(1号进程)接管，最终被回收
2. 僵尸进程的危害
   1. 如果你不处理僵尸进程的话，那么保留的那段信息就不会释放，其进程号就会一定被占用，但是系统所能使用的进程号是有限的，如果大量的产生僵尸进程，将因为没有可用的进程号而导致系统不能产生新的进程
3. 避免僵尸进程
   1. 让僵尸进程的父进程来回收，父进程每隔一段时间来查询子进程是否结束并被回收，调用wait或者waitpid函数，通知内核释放僵尸进程
   2. 采用信号SIGCHLD通知处理，并在信号处理程序中调用wait函数
   3. 让僵尸进程成为孤儿进程，并有init进程回收

2.避免僵尸进程方法一说明

• 头文件

#include <sys/types.h>
    #include <sys/wait.h>
           

• 区别
  1. 在一个进程终止前，wait 使其调用者阻塞
  2. waitpid 函数有一个选择项，可以使调用者不阻塞
  3. waitpid 等待一个指定的子进程，wait 等待所有的子进程，返回任一子进程的终止状态
• 参数
  1. status参数
     1. 为空时，代表任意状态结束的子进程，若不为空，则代表指定状态结束的子进程
  2. options参数
     1. WNOHANG：若由pid指定的子进程没有退出则立即返回，则waitpid不阻塞，此时返回值为0
     2. WUNTRACED：若某实现支持作业控制，则由pid指定的任一子进程状态已暂停，且其状态自暂停以来还未报告过，则返回其状态
  3. 检查 wait 和 waitpid 函数返回终止状态的宏(前面判断，后面获得状态码)
     1. WIFEXITED/WEXITSTATUS(status)：若为正常终止子进程的返回的状态，则为真
     2. WIFSIGNALED/WTERMSIG(status)：若为异常终止子进程的返回的状态，则为真(接到一个不能捕捉的信号)
     3. WIFSTOPED/WSTOPSIG(status)：若为当前暂停子进程的返回的状态，则为真(如果当前进程在终止前暂停过，则获得暂停的状态码)

2. wait函数

1. 原型：

   pid_t wait(int *status)

2. 返回：成功返回子进程ID，出错返回-1
3. 作用：等待子进程退出并回收，防止僵尸进程产生

3. waitpid函数

1. 原型：

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

2. 返回：成功返回子进程ID，出错返回-1
3. 功能：wait函数的非阻塞版本
4. pid参数：
   1. pid == -1：等待任一子进程，与功能 wait 相等
   2. pid > 0：等待其进程ID与 pid 相等的子进程
   3. pid == 0：等待其组ID等于调用进程的组ID的任一子进程
   4. pid < -1：等待其组ID等于 pid 的绝对值的任一子进程

4. 示例

#include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <string.h>
    #include <unistd.h>
    #include <sys/wait.h>
    #include <sys/types.h>

    void out_status(int status){
        if(WIFEXITED(status)){
            //正常终止
            printf("normal exit: %d\n", WEXITSTATUS(status));
        }
        else if(WIFSIGNALED(status)){
            //异常终止
            printf("abnormal term: %d\n", WTERMSIG(status));
        }
        else if(WIFSTOPPED(status)){
            //终止前暂停或者等待过
            printf("stopped sig: %d\n", WSTOPSIG(status));
            //kill -19 测试结果
        }
        else{
            printf("unknow sig\n");
        }
    }

    int main(void){

        int status;
        pid_t pid;

        if((pid = fork()) < ){
            perror("fork error");
            exit();
        }
        else if(pid == ){
            printf("pid: %d, ppid: %d\n", getpid(), getppid());
            exit(); //子进程终止运行
        }

        //父进程阻塞，等待子进程结束并回收
        wait(&status);
        out_status(status);

        printf("--------------------------\n");

        if((pid = fork()) < ){
            perror("fork error");
            exit();
        }
        else if(pid == ){
            printf("pid: %d, ppid: %d\n", getpid(), getppid());

            int i = , j = ;
            int k = i / j;  //异常测试
            printf("k: %d\n", k);
        }

        wait(&status);
        out_status(status);
        printf("--------------------------\n");


        if((pid = fork()) < ){
            perror("fork error");
            exit();
        }
        else if(pid == ){
            printf("pid: %d, ppid: %d\n", getpid(), getppid());
            pause();  //暂停测试
        }

        do{
            //暂停测试需要用waitpid来捕获暂停的信号，并返回
            pid = waitpid(pid, &status, WNOHANG | WUNTRACED);

            if(pid == ){
                sleep();
            }
        }while(pid == );
        out_status(status);

        return ;
    }
           

• 运行测试
  1. 运行程序

     

  2. 发送信号给程序

     

  3. 测试结果