进程——wait与waitpid、僵尸进程与孤儿进程
僵尸进程:子进程终止了,但是父进程没有回收子进程的资源PCB。使其成为僵尸进程
孤儿进程:父进程先与子进程结束了,使得子进程失去了父进程,这个时候子进程会被1号进程init进程领养,成为孤儿进程
为了防止上面两种情况,我们应当在父进程结束之前一定要回收子进程的所有资源
所以出现了wait和waitpid
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h> pid_t wait(int *status);
pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options); status是一个传出参数。
waitpid的pid参数选择:
< - 回收指定进程组内的任意子进程
= - 回收任意子进程
= 回收和当前调用waitpid一个组的所有子进程
> 回收指定ID的子进程
一个进程结束的时候,会关闭所有的文件描述符,释放所有的内存空间,但是他的PCB仍然存在,保存着子进程的一些状态信息,如果进程正常退出,保存着正常退出的状态,如果非正常退出,那么保存着是哪个信号导致的该进程退出,父进程可以通过wait和waitpid查看到这些信息,并且彻底清除,我们知道shell是所有进程的父进程,在shell中可以通过 $查看退出状态编号,所以可以通过shell查看并清除,如果一个进程退出,父进程并没有调用wait和waitpid进程清除,那么就产生了僵尸进程,正常情况下,僵尸进程都被父进程清理了
下面写一个不正常了程序,使得父进程不结束
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h> int main(void)
{
pid_t pid=fork(); if(pid<) {
perror("fork");
exit();
} if(pid>) { /* parent */
while();
} /* child */
return ;
}
上面中,父进程一直处于while(1)循环,使得父进程不退出,下图查看ps aux可以发现父进程状态为R,子进程状态为Z(僵尸态Zombie)
对于wait或waitpid函数若调用成功则返回清理掉的子进程id,若调用出错则返回-1。父进程调用wait或waitpid时可能会出现一下的情况:
- 阻塞(如果它的所有子进程都还在运行)。
- 带子进程的终止信息立即返回(如果一个子进程已终止,正等待父进程读取其终止信息)。
- 出错立即返回(如果它没有任何子进程)。
上图看到了,wai成功的返回值
*******************************************************************************************
对于wait和waitpid两个函数,有所不同的是:
- 如果父进程的所有子进程都还在运行,调用wait将使父进程阻塞,而调用waitpid时如果在options参数中指定WNOHANG可以使父进程不阻塞而立即返回0。
- wait等待第一个终止的子进程,而waitpid可以通过pid参数指定等待哪一个子进程。
所以,调用wait和waitpid不仅可以获得子进程的终止信息,还可以使父进程阻塞等待子进程终止,起到进程间同步的作用。如果参数status不是空指针,则子进程的终止信息通过这个参数传出,如果只是为了同步而不关心子进程的终止信息,可以将status参数指定为NULL。
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h> int main(void)
{
pid_t pid,pid_c; int n = ;
pid = fork(); if(pid > )
{/* in parent */
while()
{
printf("I am parent %d\n",getpid());
//wait是一个阻塞函数,等待回收子进程资源,如果没有子进程,wait返回-1
pid_c = wait(NULL);
printf("wait for child %d\n",pid_c);
sleep();
}
}
else if(pid == )
{/* in child */
printf("I am child %d\n",getpid());
sleep();
} return ;
} 运行结果:
I am parent
I am child
wait for child
I am parent
wait for child -
I am parent
wait for child -
I am parent
孤儿进程
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h> int main(void)
{
pid_t pid;
int n=;
pid = fork();
if(pid > )
{//创建完之后父进程就退出了
printf("I am parent\n");
exit();
}
else if(pid == )
{//此时父进程退出,子进程被init程序接管,该进程的父进程号变成1
while(n--)
{
printf("I am %d, my parent is %d\n",getpid(),getppid());
sleep();
}
}
else
{
perror("fork");
exit(-);
}
return ;
} 运行结果:
I am , my parent is
I am , my parent is
I am , my parent is
I am , my parent is
I am , my parent is
I am , my parent is
waitpad
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h> int main(void)
{
pid_t pid;
pid = fork();
if (pid < )
{
perror("fork failed");
exit();
} if (pid == )
{//in child
int i;
for (i = ; i > ; i--) {
printf("This is the child %d\n",getpid());
sleep();
}
exit();//返回3,运行时可以看到
//子进程睡眠3秒之后就退出了
} else
{//in parent
int stat_val;
waitpid(pid, &stat_val, );//以阻塞方式等待回收子进程,第三个参数0,表示阻塞方式
if (WIFEXITED(stat_val))//正常退出
printf("Child exited with code %d\n", WEXITSTATUS(stat_val));
else if (WIFSIGNALED(stat_val))//查看被什么信号关闭
printf("Child terminated abnormally, signal %d\n", WTERMSIG(stat_val));
}
return ;
}
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