进程等待

进程等待指的就是父进程等待子进程退出；为了获取退出子进程返回值；释放退出子进程所有资源；由此可以看出进程等待是非常重要的，前面我们说过，当子进程退出，如果父进程不管不顾，就可能使子进程成为僵尸进程，进而造成内存泄漏，而我们也知道僵尸进程非常难以处理，就算是kill-9也无法将它“消灭”，就像成为僵尸的人一样，对于我们来说他已经死了，不能再被杀死第二次了。而我们想知道父进程派给子进程的任务完成的如何了，如，子进程运行完成，结果对还是不对，或者是否正常退出。此时我们可以通过让父进程通过进程等待的方式，回收子进程资源，获取子进程退出信息。

进程等待的两种方法

1.wait方法`

#include<sys/types.h>
#include<sys/wait.h>
pid_t wait(int*status);
返回值：
 成功返回被等待进程pid，失败返回-1。（比如：没有退出子进程）
参数：
 输出型参数，获取子进程退出状态，不关心则可以设置成NULL

wait是一个阻塞接口，处理退出的子进程，当然若没有子进程退出，则会一直等待，直到有子进程退出才会调用返回

2.waitpid方法

pid_ t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);
返回值：
 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；
参数：
 pid：
 Pid=-1,等待任一个子进程。与wait等效。
 Pid>0.等待其进程ID与pid相等的子进程。
 status:
 WIFEXITED(status): 若为正常终止子进程返回的状态，则为真。（查看进程是否是正常退出）
 WEXITSTATUS(status): 若WIFEXITED非零，提取子进程退出码。（查看进程的退出码）
 options:
 WNOHANG: 若pid指定的子进程没有结束，则waitpid()函数返回0，不予以等待。若正常结束，则返回该子进
程的ID。

注意：
如果子进程已经退出，调用wait/waitpid时，wait/waitpid会立即返回，并且释放资源，获得子进程退出信息。
如果在任意时刻调用wait/waitpid，子进程存在且正常运行，则进程可能阻塞。
如果不存在该子进程，则立即出错返回。
在这里插入图片描述

两者比较：
1.wait等待的是任意一个子进程的退出（wait是一个父进程假设没有很多子进程，任意一个退出，都会处理后调用返回）
2.waitpid可以等待指定的子进程，也可以等待任意一个子进程，通过第一个参数确定（第一个参数pid ==-1则表示等待任意进程）
3.wait是一个阻塞接口（如果没有子进程退出，则会一直等待）
4.waitpid可以默认阻塞，也可以设置非阻塞，通过第三个参数确定（option == 0 表示默认阻塞）option == WNOHANG则表示非阻塞
注意：非阻塞操作一般需要循环操作，得判断能否处理，直到成功为止负责负责可能会产生僵尸进程
例如

   #include <stdio.h>
   #include <stdlib.h>
   #include <unistd.h>
   #include <sys/wait.h>
  
   int main(int argc,char *argv[])
     {
    
    
       pid_t pid = fork();
       if(pid == 0)
      {
    
    
        sleep(5);
        exit(0);
     }
      else if(pid > 0)
      {
    
    
        int ret = waitpid(pid,NULL,WNOHANG);
        if(0 == ret)
        {
    
    
          printf("没有子进程退出！\n");                                          
        }
        while(1)
        {
    
    
          printf("正在打麻将！\n");
        }
     }
      return 0;
    }

此时运行这个程序使用ps aux | grep 命令查看会发现子进程变成了僵尸进程
在这里插入图片描述

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>
 
int main(int argc, char *argv[])                                                                                                                            
{
    
    
   pid_t pid = fork();
   if(0 == pid)
   {
    
    
     sleep(5);
     exit(0);
   }
   else if(pid > 0)
   {
    
    
     int status;
     while(waitpid(pid,&status,WNOHANG)== 0){
    
    
       printf("没有子进程退出，再等等！");
       sleep(1);
     }
     while(1)
     {
    
    
       printf("正在打麻将！\n");
       sleep(1);
     }
   }
   return 0;
 }

使用循环处理以后这个问题便解决了
在这里插入图片描述

获取子进程status

无论是wait还是waitpid，都有一个status参数，这个参数是一个输出型参数，由操作系统填充，如果传递NULL，则表示不关心子进程的退休状态，否则，操作系统会根据该参数，将子进程的退出信息反馈给父进程。status不能简单的当作整形来看待，可以当作位图来看待，具体细节如下图（只研究status低16比特
位）：
在这里插入图片描述

前面我们直到一个进程退出场景由正常退出和异常退出两种。
当一个进程正常退出的时候，返回值才是有意义的，否则返回值是没有意义的。所以在获取返回值之前，应该先通过低7位，判断进程是否是正常退出的（正常退出则异常退出信号为0；否则大于0）
在这里插入图片描述
所以判断一个进程是否是正常退出的方法为：取出低7位

status & 0x7f == 0 正常退出
0x7f == 0111 1111

之后再取出低16位中的高八位

(status >> 8) & 0xff

这就是我们要获取的status啦。
代码：

#include <sys/wait.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
int main( void )
{
    
    
 	pid_t pid;
 	if ( (pid=fork()) == -1 )
 	perror("fork"),exit(1);
	if ( pid == 0 ){
    
    
	sleep(20);
	exit(10);
 } else 
 {
    
    
 	int st;
 	int ret = wait(&st);
 
 	if ( ret > 0 && ( st & 0X7F ) == 0 ){
    
     // 正常退出
	 printf("child exit code:%d\n", (st>>8)&0XFF);
 } else if( ret > 0 ) {
    
     // 异常退出
	 printf("sig code : %d\n", st&0X7F );
	 }
 	}
}

运行结果：
在这里插入图片描述
上面的结果为运行两次，然后分别比较有没有在其它中端对该进程进行kill操作的结果，上面的为没有进行kill操作，下面的为进行kill操作的结果，如果是使用9号指令，那么结果为sig code:9

Linux：进程等待