Linux 进程--父进程查询子进程的退出状态
僵尸进程
当一个子进程先于父进程结束运行时,它与其父进程之间的关联还会保持到父进程也正常地结束运行,或者父进程调用了wait才告终止。
子进程退出时,内核将子进程置为僵尸状态,这个进程称为僵尸进程,它只保留最小的一些内核数据结构,以便父进程查询子进程的退出状态。
进程表中代表子进程的数据项是不会立刻释放的,虽然不再活跃了,可子进程还停留在系统里,因为它的退出码还需要保存起来以备父进程中后续的wait调用使用。它将称为一个“僵进程”。
如何避免僵尸进程
- 调用wait或者waitpid函数查询子进程退出状态,此方法父进程会被挂起。
- 如果不想让父进程挂起,可以在父进程中加入一条语句: signal(SIGCHLD,SIG_IGN);表示父进程忽略SIGCHLD信号,该信号是子进程退出的时候向父进程发送的
- 注册信号处理函数,在信号处理函数总调用
wait
函数。
SIGCHLD 信号
当子进程退出的时候,内核会向父进程发送SIGCHLD信号,子进程的退出是个异步事件(子进程可以在父进程运行的任何时刻终止)
如果不想让子进程编程僵尸进程可在父进程中加入:signal(SIGCHLD,SIG_IGN)
;
如果将此信号的处理方式设为忽略,可让内核把僵尸子进程转交给init进程去处理,省去了大量僵尸进程占用系统资源。(父进程忽略了 SIGCHLD
信号之后,会将僵尸子进程转交给init
进程给处理,这样子就不保存父子关系了吗?)。
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <signal.h>
#include <stdlib.h>
int main(void)
{
pid_t pid;
if(signal(SIGCHLD,SIG_IGN) == SIG_ERR)
{
perror("signal error");
exit(EXIT_FAILURE);
}
pid = fork();
if(pid == -1)
{
perror("fork error");
exit(EXIT_FAILURE);
}
if(pid == 0)
{
printf("this is child process\n");
exit(0);
}
if(pid > 0)
{
sleep(100);
printf("this is parent process\n");
}
return 0;
}
结果是:
可以看到,虽然子进程先退出了,但是进程表中已经不存在子进程的僵尸状态了。(因为被 init 进程处理掉了)
wait() 函数
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
pid_t wait(int *status);
进程一旦调用了wait,就立即阻塞自己,由wait自动分析是否当前进程的某个子进程已经退出,如果让它找到了这样一个已经变成僵尸的子进程,wait就会收集这个子进程的信息,并把它彻底销毁后返回;如果没有找到这样一个子进程,wait就会一直阻塞在这里,直到有一个出现为止。
参数status用来保存被收集进程退出时的一些状态,它是一个指向int类型的指针。但如果我们对这个子进程是如何死掉的毫不在意,只想把这个僵尸进程消灭掉,(事实上绝大多数情况下,我们都会这样想),我们就可以设定这个参数为NULL,就象下面这样:
`pid = wait(NULL)`
如果成功,wait会返回被收集的子进程的进程ID,如果调用进程没有子进程,调用就会失败,此时wait返回-1,同时errno被置为ECHILD
- wait系统调用会使父进程暂停执行,直到它的一个子进程结束为止。
- 返回的是子进程的PID,它通常是结束的子进程
- 状态信息允许父进程判定子进程的退出状态,即从子进程的main函数返回的值或子进程中exit语句的退出码。
- 如果status不是一个空指针,状态信息将被写入它指向的位置
可以用一些宏判断子进程的退出情况:
示例程序如下:
#include <stdio.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main(void)
{
pid_t pid;
pid = fork();
if(pid < 0){
perror("fork error");
exit(EXIT_FAILURE);
}
if(pid == 0){
printf("this is child process\n");
exit(100);
}
int status;
pid_t ret;
ret = wait(&status);
if(ret <0){
perror("wait error");
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("ret = %d pid = %d\n", ret, pid);
if (WIFEXITED(status))
printf("child exited normal exit status=%d\n", WEXITSTATUS(status));
else if (WIFSIGNALED(status))
printf("child exited abnormal signal number=%d\n", WTERMSIG(status));
else if (WIFSTOPPED(status))
printf("child stoped signal number=%d\n", WSTOPSIG(status));
return 0;
}
上述程序正常退出exit(100)
,程序返回值为100。
当子进程正常退出的时候, wait
返回子进程的 pid, 并且 WIFEXITED(status)
为真, WEXITSTATUS(status)
获得返回码。
实例2:
#include <stdio.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main(void)
{
pid_t pid;
pid = fork();
if(pid < 0){
perror("fork error");
exit(EXIT_FAILURE);
}
if(pid == 0){
printf("this is child process\n");
//exit(100);
abort();
}
int status;
pid_t ret;
ret = wait(&status);
if(ret <0){
perror("wait error");
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("ret = %d pid = %d\n", ret, pid);
if (WIFEXITED(status))
printf("child exited normal exit status=%d\n", WEXITSTATUS(status));
else if (WIFSIGNALED(status))
printf("child exited abnormal signal number=%d\n", WTERMSIG(status));
else if (WIFSTOPPED(status))
printf("child stoped signal number=%d\n", WSTOPSIG(status));
return 0;
}
上述代码中,程序通过 abort()
系统调用返回,发送 SIGABRT
信号,对此信号的默认动作是终止进程。 并且系统终止的时候,不会 without destroying any objecty and without calling any of the function passed to atexit or at_quick_exit
。
结果如下:
当程序异常退出的时候, WIFSIGNALED(status)
为真,可用 WTERMSIG(status)
返回相应的信号代码。
(另外,WIFSTOPPED
,子进程被暂停也会被父进程捕捉到,但是并不代表子进程已经是处于退出状态吧?? 不太确定)
waitpid() 函数
waitpid()
是一个非常有用的函数,不单单可以等待子进程。 还可以等待进程组中的任意一个进程。 可以看到 wait()
函数实际上是 waitpid()
函数的特例。
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);
参数:
status:如果不是空,会把状态信息写到它指向的位置,与wait一样
options:允许改变waitpid的行为,最有用的一个选项是WNOHANG,它的作用是防止waitpid把调用者的执行挂起 (也就是不阻塞父进程)
对于waitpid的p i d参数的解释与其值有关:
pid == -1 等待任一子进程。于是在这一功能方面waitpid与wait等效。
pid > 0 等待其进程I D与p i d相等的子进程。
pid == 0 等待其组I D等于调用进程的组I D的任一子进程。换句话说是与调用者进程同在一个组的进程。
pid < -1 等待其组I D等于p i d的绝对值的任一子进程
wait与waitpid区别:
在一个子进程终止前, wait 使其调用者阻塞,而waitpid 有一选择项,可使调用者不阻塞。
waitpid并不等待第一个终止的子进程—它有若干个选择项,可以控制它所等待的特定进程。
实际上wait函数是waitpid函数的一个特例。waitpid(-1, &status, 0);
代码如下:
#include <stdio.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
int main(void)
{
pid_t pid;
pid = fork();
if(pid < 0){
perror("fork error");
exit(EXIT_FAILURE);
}
if(pid == 0){
printf("this is child process\n");
sleep(5);
exit(100);
}
int status;
pid_t ret;
ret = waitpid(pid,&status,WNOHANG);
if(ret <0){
perror("wait error");
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("ret = %d pid = %d\n", ret, pid);
if (WIFEXITED(status))
printf("child exited normal exit status=%d\n", WEXITSTATUS(status));
else if (WIFSIGNALED(status))
printf("child exited abnormal signal number=%d\n", WTERMSIG(status));
else if (WIFSTOPPED(status))
printf("child stoped signal number=%d\n", WSTOPSIG(status));
return 0;
}
结果如下:
这里可以看到,首先 option 设置为了 WNOHANG
之后,父进程不会等待子进程的退出,也就是不会阻塞,如果没有子进程的退出立即返回-1。
上述中的代码是有问题的: 首先 ret = 0, 是什么意思? 如果没有子进程的退出了,那么上述代码中检测 WIFEXITED(status)
就失去了意义,所以还需要增加一个判断条件,判断是否有子进程退出。也就是ret > 0
的选项。
关于父子进程之间还有很多话题可以讲述,以后慢慢的一一道来。
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