子进程父进程的退出&&简单的同步&&wait/waitpid

http://blog.csdn.net/lxmuyu/article/details/7234040

父子进程之间的关系
􀂋父进程先于子进程终止
􀂾 孤儿进程(Orphan process)：父进程退出，而它子进程还在
运行，那么那些子进程将成为孤儿进程。
􀂾孤儿进程将被init进程(进程号为1)所收养，并由init进程对它
们完成状态收集工作。
􀂋子进程先于父进程终止
􀂾有SIGCHLD signal发送给父进程
􀂾如在父进程中用wait/waitpid处理
􀂾一个子进程在其父进程还没有调用wait()或waitpid()的情况下
退出。这个子进程就是僵尸进程。
􀂋僵尸进程将会导致资源浪费，而孤儿则不会。

 

wait/waitpid作用就是在子进程先于父进程退出时 对子进程（僵尸进程）进行资源回收的

 

 

 

wait的函数原型是： 　

#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。　

      waitpid的函数原型是： 　　

waitpid系统调用在Linux函数库中的原型是： 　　

#include <sys/types.h>#include <sys/wait.h>

pid_t waitpid(pid_t pid,int *status,int options)

      从本质上讲，系统调用waitpid和wait的作用是完全相同的，但waitpid多出了两个可由用户控制的参数pid和options，从而为我们编程提供了另一种更灵活的方式。

下面我们就来详细介绍一下这两个参数：　　 　　

● pid 　　　　从参数的名字pid和类型pid_t中就可以看出，这里需要的是一个进程ID。但当pid取不同的值时，在这里有不同的意义。 　　　　pid>0时，只等待进程ID等于pid的子进程，不管其它已经有多少子进程运行结束退出了，只要指定的子进程还没有结束，waitpid就会一直等下去。　　 　　pid=-1时，等待任何一个子进程退出，没有任何限制，此时waitpid和wait的作用一模一样。 　　　　pid=0时，等待同一个进程组中的任何子进程，如果子进程已经加入了别的进程组，waitpid不会对它做任何理睬。 　　　　pid<-1时，等待一个指定进程组中的任何子进程，这个进程组的ID等于pid的绝对

值。 　　

● options 　　options提供了一些额外的选项来控制waitpid，目前在Linux中只支持WNOHANG和WUNTRACED两个选项，这是两个常数，可以用"|"运算符把它们连接起来使用，比如：　ret=waitpid(-1,NULL,WNOHANG | WUNTRACED); 　　如果我们不想使用它们，也可以把options设为0，如： 　　ret=waitpid(-1,NULL,0); 　　　如果使用了WNOHANG参数调用waitpid，即使没有子进程退出，它也会立即返回，不会像wait那样永远等下去。 　　　　而WUNTRACED参数，由于涉及到一些跟踪调试方面的知识，加之极少用到，这里就不多费笔墨了，有兴趣的读者可以自行查阅相关材料。　　　　看到这里，聪明的读者可能已经看出端倪了--wait不就是经过包装的waitpid吗？没错，察看<内核源码目录>/include/unistd.h文件349-352行就会发现以下程序段：　　 　　static inline id_t wait(int * wait_stat) 　　{ 　　 return waitpid(-1,wait_stat,0); 　　} 　　 　　

返回值和错误 　　　　waitpid的返回值比wait稍微复杂一些，一共有3种情况： 　● 当正常返回的时候，waitpid返回收集到的子进程的进程ID；● 如果设置了选项WNOHANG，而调用中waitpid发现没有已退出的子进程可收集，则返回0； 　　 　　● 如果调用中出错，则返回-1，这时errno会被设置成相应的值以指示错误所在；当pid所指示的子进程不存在，或此进程存在，但不是调用进程的子进程，waitpid就会出错返回，这时errno被设置为ECHILD 它： 调用 wait＆waitpid 来处理终止的子进程： pid_t wait(int * statloc); pid_t waitpid(pid_t pid,int *statloc, int options); 两个函数都返回两个值：函数的返回值和终止的子进程ID，而子进程终止的状态则是通过statloc指针返回的。 wait＆waitpid 的区别是显而易见的，wait等待第一个终止的子进程，而waitpid则可以指定等待特定的子进程。这样的区别可能会在下面这种情况时表现得更加明显：当同时有5个客户连上服务器，也就是说有五个子进程分别对应了5个客户，此时，五个客户几乎在同时请求终止，这样一来，几乎同时，五个FIN发向服务器，同样的，五个SIGCHLD信号到达服务器，然而，UNIX的信号往往是不会排队的，显然这样一来，信号处理函数只会执行一次，残留剩余四个子进程作为僵尸进程驻留在内核空间。此时，正确的解决办法是利用waitpid(-1, &stat, WNOHANG)防止留下僵尸进程。其中的pid为－1表

明等待第一个终止的子进程，而WNOHANG选择项通知内核在没有已终止进程项时不要阻塞。

wait＆waitpid 区别 :

waitpid提供了wait函数不能实现的3个功能: waitpid等待特定的子进程, 而wait则返回任一终止状态的子进程; waitpid提供了一个wait的非阻塞版本; waitpid支持作业控制(以WUNTRACED选项). 用于检查wait和waitpid两个函数返回终止状态的宏: 这两个函数返回的子进程状态都保存在statloc指针中, 用以下3个宏可以检查该状态:WIFEXITED(status): 若为正常终止, 则为真. 此时可执行 WEXITSTATUS(status): 取子进程传送给exit或_exit参数的低8位. WIFSIGNALED(status): 若为异常终止, 则为真.此时可执行 WTERMSIG(status): 取使子进程终止的信号编号.WIFSTOPPED(status): 若为当前暂停子进程, 则为真. 此时可执行 WSTOPSIG(status): 取使子进程暂停的信号编号

 

/*************************************************************************

    > File Name: process_.c

    > Author: Simba

    > Mail: dameng34@163.com

    > Created Time: Sat 23 Feb 2013 02:34:02 PM CST

 ************************************************************************/

#include<sys/types.h>

#include<sys/stat.h>

#include<unistd.h>

#include<fcntl.h>

#include<stdio.h>

#include<stdlib.h>

#include<errno.h>

#include<string.h>

#include<sys/wait.h>

     

#define ERR_EXIT(m)

    do {

        perror(m);

        exit(EXIT_FAILURE);

    } while(0)

     

int main(int argc, char *argv[])

{

    pid_t pid;

    pid = fork();

    if (pid == -1)

        ERR_EXIT("fork error");

     

    if (pid == 0)

    {

        sleep(3);

        printf("this is childn");

        //      exit(100);

        abort();

    }

     

    printf("this is parentn");

    int status;

    int ret;

    ret = wait(&status); // 阻塞等待子进程退出

    //  ret = waitpid(-1, &status, 0);

    //  ret = waitpid(pid, &status, 0);

    /* waitpid可以等待特定的进程，而不仅仅是第一个退出的子进程

     * 且可以设置option为WNOHANG,即不阻塞等待 */

    printf("ret=%d, pid=%dn", ret, pid);

    if (WIFEXITED(status))

        printf("child exited normal exit status=%dn", WEXITSTATUS(status));

    else if (WIFSIGNALED(status))

        printf("child exited abnormal signal number=%dn", WTERMSIG(status));

    else if (WIFSTOPPED(status))

        printf("child stopped signal number=%dn", WSTOPSIG(status));

     

    return 0;

}

输出为：

simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/APUE/process$ ./wait  this is parent this is child ret=7156, pid=7156 child exited abnormal signal number=6

说明子进程被信号异常终止，因为我们调用了abort(), 即产生SIGABRT信号将子进程终止，可以查到此信号序号为6。如果我们不使用abort 而是exit(100), 则应该输出 child exited normal exit status=100  ，即正常退出。

 

 

 

要回收多个子进程 while

#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
int main()
{
pid_t pc, pr;
  pc = fork();
  if(pc<0){
    printf("fork error\n");
  }else if(pc == 0){
        printf("child pid = %d\n", getpid());
  }else{
        pr = fork();
        if(pr == 0)
                printf("child pid = %d\n", getpid());
        else{
                printf("parent pid = %d\n", getpid());
                sleep(20);
                while((pr = wait(NULL)) != -1)
                        ;
                printf("this is parent process.\n");
                sleep(20);
        }
  }
  exit(0);
}

运行后， 程序先输出 child pid = 14478 parent pid = 14477 child pid = 14479 然后进入sleep(20);  这时候 开另一个terminal， 运行 ps auxw | grep 1447, 得到 1000     14477  0.0  0.0   4124   316 pts/3    S+   05:36   0:00 ./wait

       1000     14478  0.0  0.0      0     0 pts/3    Z+   05:36   0:00 [wait] <defunct>

       1000     14479  0.0  0.0      0     0 pts/3    Z+   05:36   0:00 [wait] <defunct>

       1000     14499  0.0  0.0 109244   868 pts/5    S+   05:36   0:00 grep --color=auto 1447
可以看到，两个子进程已经编程僵尸进程
然后20秒后，父进程执行了wait() ，输出 child pid = 14478 parent pid = 14477 child pid = 14479 this is parent process.
这时候，到另一个终端里，再次运行ps 1000     14477  0.0  0.0   4124   316 pts/3    S+   05:36   0:00 ./wait

                               1000     14619  0.0  0.0 109244   872 pts/5    S+   05:37   0:00 grep --color=auto 1447
可以看到两个僵尸子进程已经被回收。。