Linux系统编程_8_进程控制之fork_wait_waitpid函数

fork函数：

#include <unistd.h>

       pid_t fork(void);

fork用来创建一个子进程；

特点：

fork调用后会返回两次，子进程返回0，父进程返回子进程的进程ID；fork返回后，子进程和父进程都从fork函数的下一条语句開始运行；

注意：

fork之后，操作系统会复制一个与父进程全然同样的子进程，虽说是父子关系。可是在操作系统看来，他们更像兄弟关系，这两个进程共享代码空间，可是数据空间是互相独立的，子进程数据空间中的内容是父进程的完整拷贝。指令指针也全然同样。子进程拥有父进程当前执行到的位置（两进程的程序计数器pc值同样，也就是说，子进程是从fork返回处開始执行的），但有一点不同，假设fork成功，子进程中fork的返回值是0，父进程中fork的返回值是子进程的进程号，假设fork不成功，父进程会返回错误。

    能够这样想象，2个进程一直同一时候执行，并且步调一致，在fork之后，他们分别作不同的工作，也就是分岔了。

这也是fork为什么叫fork的原因。至于子进程和父进程哪个先执行。这是不确定的，取决于操作系统。假设用vfork，则能够保证子进程先执行
完毕后父进程在执行。

上面的注意中我们知道。子进程数据空间中的内容是父进程的完整拷贝。就是说子进程中对数据的操作是不会影响父进程的，以下的样例能够说明这一个特点：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
    int i = 10;
    pid_t pid;
    printf("Father's pid:%d\n", getpid());

    pid = fork();
    if(pid < 0)
    {
        perror("fork failure!");
        return -1;
    }
    else if(pid == 0)
    {
        while(1)
        {
            i++;
            printf("Child's i = %d\n", i);
            sleep(1);
        }
    }
    else
    {
        printf("Child's pis:%d\n", pid);
        while(1)
        {
            printf("Father's i = %d\n", i);
            sleep(1);
        }
        sleep(1);
    }

    return 0;
}

执行结果：

Father's pid:12148

Child's pis:12149

Father's i = 10

Child's i = 11

Father's i = 10

Child's i = 12

Father's i = 10

Child's i = 13

........

另一点要注意，假设父进程中打开了文件，即内核给应用程序返回一个文件描写叙述符，子进程和父进程的文件描写叙述符所相应的文件表项是共享的，这意味着子进程对文件的读写直接影响父进程的文件位移量(反之同理)。

进程中调用fd2 = dup(fd1) 产生的新的fd2所指向的文件表项和fd1指向的文件表项是同样的；

wait和waitpid函数：

wait和waitpid用来等待子进程结束；

假设没有子进程。则wait出错返回；

    有子进程。子进程正在执行，则堵塞。等待子进程结束；

    假设子进程已经结束，则得到结束的子进程的信息，并返回；

为什么要用wait和waitpid函数？

假设父进程先结束。子进程则成为孤儿进程，此时init进程(id为1)会成为子进程的新的父进程；

假设子进程先结束，则子进程会成为僵死进程！

僵死进程本身并不占有CPU资源。可是它占用了进程表项，假设有非常多僵死进程，那么非常多正常的进程就无法注冊进进程表了；因此。我们必需要对僵死进程进行回收，就用wait和waitpid；

   waitpid()会临时停止眼下进程的运行,直到有信号来到或子进程结束。

      假设在调用 wait()时子进程已经结束,则 wait()会马上返回子进程结束状态值。

      子进程的结束状态值会由參数 status 返回,而子进程的进程识别码也会一快返回。

      假设不在意结束状态值,则參数 status 能够设成 NULL。

   參数 pid 为欲等待的子进程识别码,其它数值意义例如以下:

      pid < -1 等待进程组识别码为 pid 绝对值的不论什么子进程。

      pid = -1 等待不论什么子进程,相当于 wait()。

      pid = 0  等待进程组识别码与眼下进程同样的不论什么子进程。

      pid > 0  等待不论什么子进程识别码为 pid 的子进程。

  參数 option 能够为 0 或以下的 OR 组合:

     WNOHANG 假设没有不论什么已经结束的子进程则立即返回, 不予以等待。

     WUNTRACED 假设子进程进入暂停运行情况则立即返回,但结束状态不予以理会。

  子进程的结束状态返回后存于 status,底下有几个宏可判别结束情况:

     WIFEXITED(status)假设子进程正常结束则为非 0 值。

     WEXITSTATUS(status)取得子进程 exit()返回的结束代码,通常会先用 WIFEXITED 来推断是否正常结束才干使用此宏。

     WIFSIGNALED(status)假设子进程是由于信号而结束则此宏值为真

     WTERMSIG(status) 取得子进程因信号而中止的信号代码,通常会先用 WIFSIGNALED 来推断后才使用此宏。

     WIFSTOPPED(status) 假设子进程处于暂停运行情况则此宏值为真。

一般仅仅有使用 WUNTRACED 时才会有此情况。

     WSTOPSIG(status) 取得引发子进程暂停的信号代码,通常会先用 WIFSTOPPED 来推断后才使用此宏。

     假设运行成功则返回子进程识别码(PID) ,假设有发生错误则返回返回值-1。失败原因存于 errno 中。

样例:

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
    int i = 10;
    pid_t pid;
    int status;

    printf("Father's pid:%d\n", getpid());

    pid = fork();
    if(pid < 0)
    {
        perror("fork failure!");
        return -1;
    }
    else if(pid == 0)
    {
        i++;
        printf("Child's i = %d\n", i);
        sleep(7);
    }
    else
    {
        printf("Child's pis:%d\n", pid);
        printf("Father's i = %d\n", i);
        sleep(2);
    //    wait(&status);
    }

    return 0;
}

上面的程序假设不使用wait函数对子进程进行回收，则父进程2秒正常结束后。子进程的父进程会变为init进程。能够用ps -l命令查看，达到执行的时间7秒后，子进程正常结束；假设使用了wait，则wait会使父进程等待子进程结束，子进程结束后一起退出,避免了僵死进程的产生。