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

更新時間：2013年05月31日 17:28:43 作者：

本篇文章是對unix多進程編程中的wait函數(shù)與waitpid函數(shù)的使用進行了詳細的分析介紹，需要的朋友參考下

Wait函數(shù)和waipid函數(shù)
當一個進程正常或異常終止的時候，內核就像其父進程發(fā)送SIGCHLD信號，因為子進程是個一步事件，所以這種信號也是內核系那個父進程發(fā)的異步通知。父進程可以選擇忽略該信號，或者提供一個該信號發(fā)生時即被調用執(zhí)行的函數(shù)。對于這種信號的系統(tǒng)默認動作是忽略它。
現(xiàn)在要知道調用wait或waitpid的進程可能會發(fā)生什么情況：

如果其所有子進程都在運行，則阻塞。
如果一個子進程已經終止，正在得帶的父進程獲取到終止狀態(tài)，則取得該子進程的終止狀態(tài)立即返回。
如果他沒有任何子進程，則立即出錯返回。

如果進程由于接收到SIGCHLD信號而調用wait，則可期望wait會立即返回。但是如果在任意時刻調用wait則進程可能會阻塞。

兩個函數(shù)原型

復制代碼代碼如下:

#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，返回進程ID，若出錯則返回-1；

下面就來一個簡單的例子來展示一下我們的wait函數(shù)

復制代碼代碼如下:

#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);
}

輸出結果：
當程序運行的時候明顯的可以看到在輸出最后一行的時候等待了三秒鐘。也就是父進程等待子進程的結束。父進程才能撲捉子進程，然后得到wait要得到的結果。

參數(shù)status：
參數(shù)status是一個整型指針。如果參數(shù)status的值不是NULL，wait就會把子進程退出時的狀態(tài)取出并存入其中，這是一個整數(shù)值（int），指出了子進程是正常退出還是被非正常結束的（一個進程也可以被其他進程用信號結束，我們將在以后的文章中介紹），以及正常結束時的返回值，或被哪一個信號結束的等信息。由于這些信息被存放在一個整數(shù)的不同二進制位中，所以用常規(guī)的方法讀取會非常麻煩，人們就設計了一套專門的宏（macro）來完成這項工作，下面我們來學習一下其中最常用的兩個：
1，WIFEXITED(status) 這個宏用來指出子進程是否為正常退出的，如果是，它會返回一個非零值。
（請注意，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，而是那個指針所指向的整數(shù)，切記不要搞混了。）
2， WEXITSTATUS(status) 當WIFEXITED返回非零值時，我們可以用這個宏來提取子進程的返回值，如果子進程調用exit(5)退出，WEXITSTATUS(status) 就會返回5；如果子進程調用exit(7)，WEXITSTATUS(status)就會返回7。請注意，如果進程不是正常退出的，也就是說， WIFEXITED返回0，這個值就毫無意義。
詳細的書中的表

下面的例子就是獲取到子進程的終止信號。然后進行輸出。

復制代碼代碼如下:

#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));                                                                                                                            
}  

輸出結果：

從結果我們看到了調用exit為正常終止函數(shù)。

Waitpid函數(shù)。
當我們需要等待一個特定進程的函數(shù)時候，我們這個時候就需要用到了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pid_t參數(shù)。
解釋如下：
Pid=-1,等待任一個子進程。與wait等效。
Pid>0.等待其進程ID與pid相等的子進程。
Pid==0等待其組ID等于調用進程組ID的任一個子進程。
Pid<-1等待其組ID等于pid絕對值的任一子進程。

Waitpid返回終止子進程的進程ID。并將該子進程的終止狀態(tài)存放在有status指向的存儲單元中。
Waitpid 函數(shù)提供了wait函數(shù)沒有提供的三個功能。
Waitpid可等待一個特定的進程，而wait則返回任一個終止子進程的狀態(tài)。
Waitpid提供了yigewait費阻塞版本。有時候用戶希望取得一個子進程的狀態(tài)，但不想阻塞。
Waitpid支持作業(yè)控制。

Waitpid返回值和錯誤

waitpid的返回值比wait稍微復雜一些，一共有3種情況：
當正常返回的時候，waitpid返回收集到的子進程的進程ID；
如果設置了選項WNOHANG，而調用中waitpid發(fā)現(xiàn)沒有已退出的子進程可收集，則返回0；
如果調用中出錯，則返回-1，這時errno會被設置成相應的值以指示錯誤所在；
當pid所指示的子進程不存在，或此進程存在，但不是調用進程的子進程，waitpid就會出錯返回，這時errno被設置為ECHILD；

復制代碼代碼如下:

#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 */               
                   printf("Erroroccured on forking.\n");      
         }elseif(pc==0){                   
                   /*如果是子進程 */               
                   sleep(10);
                   /*睡眠10秒 */             
         exit(0);     
         }        
         /*如果是父進程 */      
         do{             
                   pr=waitpid(pc,NULL, WNOHANG);          
                   /*使用了WNOHANG參數(shù)，waitpid不會在這里等待 */                   
                   if(pr==0){                    
                   /*如果沒有收集到子進程 */                         
                            printf("Nochild exited\n");                         
                   sleep(1);  
                   }
         }        while(pr==0);            
                   /*沒有收集到子進程，就回去繼續(xù)嘗試 */      
                   if(pr==pc)          
                            printf("successfullyget child %d\n", pr);         
                   else           
                            printf("someerror occured\n");
}