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深入探討:unix多進(jìn)程編程之wait()與waitpid()函數(shù)

 更新時(shí)間:2013年05月31日 17:28:43   作者:  
本篇文章是對(duì)unix多進(jìn)程編程中的wait函數(shù)與waitpid函數(shù)的使用進(jìn)行了詳細(xì)的分析介紹,需要的朋友參考下
Wait函數(shù)和waipid函數(shù)
當(dāng)一個(gè)進(jìn)程正?;虍惓=K止的時(shí)候,內(nèi)核就像其父進(jìn)程發(fā)送SIGCHLD信號(hào),因?yàn)樽舆M(jìn)程是個(gè)一步事件,所以這種信號(hào)也是內(nèi)核系那個(gè)父進(jìn)程發(fā)的異步通知。父進(jìn)程可以選擇忽略該信號(hào),或者提供一個(gè)該信號(hào)發(fā)生時(shí)即被調(diào)用執(zhí)行的函數(shù)。對(duì)于這種信號(hào)的系統(tǒng)默認(rèn)動(dòng)作是忽略它。
現(xiàn)在要知道調(diào)用wait或waitpid的進(jìn)程可能會(huì)發(fā)生什么情況:

如果其所有子進(jìn)程都在運(yùn)行,則阻塞。
如果一個(gè)子進(jìn)程已經(jīng)終止,正在得帶的父進(jìn)程獲取到終止?fàn)顟B(tài),則取得該子進(jìn)程的終止?fàn)顟B(tài)立即返回。
如果他沒(méi)有任何子進(jìn)程,則立即出錯(cuò)返回。

如果進(jìn)程由于接收到SIGCHLD信號(hào)而調(diào)用wait,則可期望wait會(huì)立即返回。但是如果在任意時(shí)刻調(diào)用wait則進(jìn)程可能會(huì)阻塞。

兩個(gè)函數(shù)原型
復(fù)制代碼 代碼如下:

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

函數(shù)若成功,返回進(jìn)程ID,若出錯(cuò)則返回-1;


下面就來(lái)一個(gè)簡(jiǎn)單的例子來(lái)展示一下我們的wait函數(shù)
復(fù)制代碼 代碼如下:

#include "apue.h"
#include <sys/wait.h>

int main(void)
{
        pid_t pid1,pid2;
       printf("before fork\n");

       if((pid1=fork())<0){
               printf("fork error");
        }else if(pid1==0){
                printf("child process 'spid=%d\n",getpid());
                sleep(3);
        }else{
               pid2=wait(NULL);
               printf("wait process 's pid=%d\n",pid2);
        }
        exit(0);
}

輸出結(jié)果:                             
當(dāng)程序運(yùn)行的時(shí)候明顯的可以看到在輸出最后一行 的時(shí)候等待了三秒鐘。也就是父進(jìn)程等待子進(jìn)程的結(jié)束。父進(jìn)程才能撲捉子進(jìn)程,然后得到wait要得到的結(jié)果。

參數(shù)status:
參數(shù)status是一個(gè)整型指針。如果參數(shù)status的值不是NULL,wait就會(huì)把子進(jìn)程退出時(shí)的狀態(tài)取出并存入其中,這是一個(gè)整數(shù)值(int),指出了子進(jìn)程是正常退出還是被非正常結(jié)束的(一個(gè)進(jìn)程也可以被其他進(jìn)程用信號(hào)結(jié)束,我們將在以后的文章中介紹),以及正常結(jié)束時(shí)的返回值,或被哪一個(gè)信號(hào)結(jié)束的等信息。由于這些信息被存放在一個(gè)整數(shù)的不同二進(jìn)制位中,所以用常規(guī)的方法讀取會(huì)非常麻煩,人們就設(shè)計(jì)了一套專門的宏(macro)來(lái)完成這項(xiàng)工作,下面我們來(lái)學(xué)習(xí)一下其中最常用的兩個(gè):
1,WIFEXITED(status) 這個(gè)宏用來(lái)指出子進(jìn)程是否為正常退出的,如果是,它會(huì)返回一個(gè)非零值。
(請(qǐng)注意,雖然名字一樣,這里的參數(shù)status并不同于wait唯一的參數(shù)--指向整數(shù)的指針status,而是那個(gè)指針?biāo)赶虻恼麛?shù),切記不要搞混了。)
2, WEXITSTATUS(status) 當(dāng)WIFEXITED返回非零值時(shí),我們可以用這個(gè)宏來(lái)提取子進(jìn)程的返回值,如果子進(jìn)程調(diào)用exit(5)退出,WEXITSTATUS(status) 就會(huì)返回5;如果子進(jìn)程調(diào)用exit(7),WEXITSTATUS(status)就會(huì)返回7。請(qǐng)注意,如果進(jìn)程不是正常退出的,也就是說(shuō), WIFEXITED返回0,這個(gè)值就毫無(wú)意義。
詳細(xì)的書(shū)中的表

下面的例子就是獲取到子進(jìn)程的終止信號(hào)。然后進(jìn)行輸出。

復(fù)制代碼 代碼如下:

#include "apue.h"
#include<sys/wait.h>
void pr_exit(int);
int main(void)
{
        pid_t pid;
        int status;
       if((pid=fork())<0){
               err_sys("fork error");
        }else if(pid==0){
                exit(7);
        }
       if(wait(&status)!=pid)
               err_sys("wait error");
        pr_exit(status);

       if((pid=fork())<0)
               err_sys("fork error");
        else if(pid==0)
        //      printf("child  pid=%d\n",getpid());
                 //printf("child pid=%d\n",getppid());
                abort();

        if(wait(&status)!=pid)
               err_sys("wait error");
        pr_exit(status);

       if((pid=fork())<0)
               err_sys("fork error");
        else if(pid==0)
               //printf(" parent pid=%d\n",getppid());
                 //printf("child  pid=%d\n",getpid());
                status/=0;
       if(wait(&status)!=pid)
               err_sys("wait error");                                                                                                                                      
       pr_exit(status);                                                                                                                                                    

        exit(0);                                                                                                                                                            
}                                                                                                                                                                           
void pr_exit(int status)                                                                                                                                                    
{                                                                                                                                                                            
       if(WIFEXITED(status))                                                                                                                                               
               printf("normal termination,exitstatus=%d\n",WEXITSTATUS(status));                                                                                          
        elseif(WIFSIGNALED(status))                                                                                                                                        
               printf("abnormal termination,signalstatus=%d\n",WTERMSIG(status),                                                                                          
#ifdef WCOREDUMP                                                                                                                                                            
                               WCOREDUMP(status)?"(core file generated)":"");                                                                                              
#else                                                                                                                                                                       
               "");                                                                                                                                                        
#endif                                                                                                                                                                      
        elseif(WIFSTOPPED(status))                                                                                                                                         
               printf("child stopped ,signal number=%d\n",                                                                                                                 
                               WSTOPSIG(status));                                                                                                                           


輸出結(jié)果:

從結(jié)果我們看到了調(diào)用exit為正常終止函數(shù)。

Waitpid函數(shù)。
當(dāng)我們需要等待一個(gè)特定進(jìn)程的函數(shù)時(shí)候,我們這個(gè)時(shí)候就需要用到了waitpid函數(shù)了。從上文看到waitpid函數(shù)原型,我們也都了解到有個(gè)pid_t參數(shù)。
解釋如下:
Pid=-1,等待任一個(gè)子進(jìn)程。與wait等效。
Pid>0.等待其進(jìn)程ID與pid相等的子進(jìn)程。
Pid==0等待其組ID等于調(diào)用進(jìn)程組ID的任一個(gè)子進(jìn)程。
Pid<-1等待其組ID等于pid絕對(duì)值的任一子進(jìn)程。

Waitpid返回終止子進(jìn)程的進(jìn)程ID。并將該子進(jìn)程的終止?fàn)顟B(tài)存放在有status指向的存儲(chǔ)單元中。
Waitpid 函數(shù)提供了wait函數(shù)沒(méi)有提供的三個(gè)功能。
Waitpid可等待一個(gè)特定的進(jìn)程,而wait則返回任一個(gè)終止子進(jìn)程的狀態(tài)。
Waitpid提供了yigewait費(fèi)阻塞版本。有時(shí)候用戶希望取得一個(gè)子進(jìn)程的狀態(tài),但不想阻塞。
Waitpid支持作業(yè)控制。

Waitpid返回值和錯(cuò)誤
 
waitpid的返回值比wait稍微復(fù)雜一些,一共有3種情況:
當(dāng)正常返回的時(shí)候,waitpid返回收集到的子進(jìn)程的進(jìn)程ID;
如果設(shè)置了選項(xiàng)WNOHANG,而調(diào)用中waitpid發(fā)現(xiàn)沒(méi)有已退出的子進(jìn)程可收集,則返回0;
如果調(diào)用中出錯(cuò),則返回-1,這時(shí)errno會(huì)被設(shè)置成相應(yīng)的值以指示錯(cuò)誤所在;
當(dāng)pid所指示的子進(jìn)程不存在,或此進(jìn)程存在,但不是調(diào)用進(jìn)程的子進(jìn)程,waitpid就會(huì)出錯(cuò)返回,這時(shí)errno被設(shè)置為ECHILD;

復(fù)制代碼 代碼如下:

#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
int main()
{       
         pid_tpc, pr;
         pc=fork();
         if(pc<0){  
                   /*如果fork出錯(cuò) */              
                   printf("Erroroccured on forking.\n");     
         }elseif(pc==0){                  
                   /*如果是子進(jìn)程 */              
                   sleep(10);
                   /*睡眠10秒 */            
         exit(0);    
         }       
         /*如果是父進(jìn)程 */     
         do{            
                   pr=waitpid(pc,NULL, WNOHANG);         
                   /*使用了WNOHANG參數(shù),waitpid不會(huì)在這里等待 */                  
                   if(pr==0){                   
                   /*如果沒(méi)有收集到子進(jìn)程 */                        
                            printf("Nochild exited\n");                        
                   sleep(1); 
                   }
         }        while(pr==0);           
                   /*沒(méi)有收集到子進(jìn)程,就回去繼續(xù)嘗試 */     
                   if(pr==pc)         
                            printf("successfullyget child %d\n", pr);        
                   else          
                            printf("someerror occured\n");
}

輸出結(jié)果:

 

從結(jié)果中,我們看到父進(jìn)程一直在等待子進(jìn)程的結(jié)束。

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