Linux：进程等待wait函数

进程等待的作用：

• 父进程在它的执行代码中调用进程等待的方法，等待子进程退出，防止子进程变成僵尸进程;
• 也就是说，进程等待是父进程调用某个接口进行等待，父进程等待子进程退出回收子进程的资源，防止子进程变成僵尸进程

进程等待的方法（如何让父进程进行进程等待）：wait函数和waitpid函数

wait函数：

pid_t wait (int* status)

• 参数是一个指针类型，但是该指针类型并不是要传递一个指针参数，而是一个输出型参数;
• 将wait函数内部计算的某个结果通过status变量返回给调用者；
• 之前所接触的输出型参数有：swap函数中的参数，交换两数的值函数进行传址，将swap的结果传到外部

在编码时有一个代码规范：
如果是输入型，参数定义成引用；
如果是输出或者输入输出参数，参数定义成指针；

wait函数的四个特性：

1.输出型参数，与其对应的有：

• 输入型参数→调用者给被调用函数传参；
• 输入输出型参数；

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2.int* status是一个指针类型占四个字节，但是实际中只使用到后两个字节，将这两个字节分为三部分：

• 退出码 + coredump标志位 + 退出信号
• 高位字节表示退出码；
• 低位的一个字节又被分为两个部分，
  第一个比特位表示coredump标志位
  后七个比特位表示退出信号
  

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退出码：程序正常退出时用到

• main函数的return返回时，return后的数字就是退出码
• exit和_exit中的参数就是退出码

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coredump标志位，退出信号是程序异常退出时用到:

• 为0表示该进程在退出时没有内存镜像文件的产生（也就是说没有coredump产生）
• 为1则有镜像文件产生，当前程序退出异常
• 退出信号：进程异常退出时收到的几号信号

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• 进程正常退出时coredump标志位和退出信号被置为全0；
• 退出码则是进程正常退出给的数值；
• 异常退出coredump标志位和退出信号会有相应的数；
• 也就是说程序正常退出只有退出码起作用，异常退出则要看标志位和退出信号

用退出信号判断进程是否正常退出：

产生coredump文件不能判断进程是否正常退出的原因：

• 程序在运行时崩溃（例如解引用空指针），该进程会收到崩溃信号；
• 该信号可能会让进程产生一个coredump文件，这个文件并不是收到崩溃信号就一定会产生。
• 是否产生coredump文件取决于：
  磁盘硬限制，空间大小不足；
  系统的软限制，进程可以产生coredump文件但是系统不让其产生

1.判断是否有退出信号

• 正常退出时，退出信号7位全=0；异常退出，退出信号>0；
• 所以
  int _status=wait(&status);
status & 0xfff ffff;，等于0正常退出，>0异常退出

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2.判断coredump标志位

• (ststus >> 7) & 0x1;

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3.判断退出码

• (ststus >> 8) & 0xff;也就是按位与上八个一

使用wait函数阻止子进程变成僵尸进程

运行情况：

• 父进程创建子进程后，子进程走else if，父进程走else语句；
• 因为父子进程是抢占式执行，那么可能是父进程先执行wait并退出，子进程变成孤儿进程；
• 也可能是子进程先执行先退出，父进程等待退出

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• 实际不管谁先运行，父进程都是正常结束的；
• 因为这里牵扯到阻塞的概念，父进程一旦调用wait函数后，当子进程没有退出前，wait函数是不会返回；
• 父进程调用wait函数，wait函数就压到父进程的栈帧上，子进程没有退出，父进程栈帧是不会销毁的，也就是说wait函数不会出栈返回

阻塞：

阻塞概念：当调用结果返回之前，当前的执行流会被挂起，并在得到结果之后返回

• 或者说：调用结果返回前，当前线程会被挂起，并在得到结果之后返回
• 例如：父进程被wait函数阻塞，父进程就会被挂起，必须等到子进程结束后才能返回

• 使用上述代码，只需给父进程处加一个死循环即可；
• 运行后通过pstack+父进程进程号查看父进程栈帧；

父进程一直在wait，并没有返回；

对阻塞和非阻塞理解：
1.子进程一种在运行；

• 阻塞：父进程等待子进程运行完后退出；这就是阻塞
• 非阻塞：父进程不等子进程运行是否运行完毕就退出，这样可能会导致孤儿进程；这就是非阻塞

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2.子进程已退出

• 阻塞：父进程正常退出
• 非阻塞：父进程正常退出

对于两种非阻塞的情况，父进程都是直接退出，但是两种情况父进程退出后，一种正常一种不正常

waitpid函数

wait函数的实现是调用waitpid函数实现

• 非阻塞模式下waitpid函数返回是没有等待子进程的；
• waitpid函数在非阻塞模式下只调用一次并且也没等待到子进程退出，再不去调用该函数；
• 等到子进程退出后子进程就会变成僵尸进程；
• 所以在非阻塞模式下需要搭配循环；