【Linux】—— 进程等待 wait&&waitpid
序言：
之前讲过，子进程退出，父进程如果不管不顾，就可能造成‘僵尸进程’的问题，进而造成内存泄漏。因此，为了解决这个问题，就需要用到有关 “进程等待” 的基本知识！！！
目录
（一）进程的等待必要性
（二）进程等待的方法
1、wait方法
2、waitpid方法
（三）获取子进程status
1、进程的阻塞等待方式
2、进程的非阻塞等待方式
总结
（一）进程的等待必要性
进程等待通常是指父进程等待子进程的执行完成。当一个进程创建了一个子进程，并希望在子进程执行完成后再继续执行自己的任务时，父进程需要等待子进程的完成。
以下是一些常见的原因和情况，需要进程等待：
-
避免僵尸进程：如果父进程不等待子进程完成而直接退出，子进程可能会成为僵尸进程。僵尸进程是已经完成执行但尚未被父进程回收的子进程。为了避免僵尸进程的产生，父进程需要等待子进程完成并回收子进程的资源
-
父子进程间通信：在使用fork()系统调用创建子进程时，父进程通常需要等待子进程完成，以确保获取子进程的执行结果或处理子进程的退出状态；
-
最后，父进程派给子进程的任务完成的如何，我们需要知道。如，子进程运行完成，结果对还是不对，或者是否正常退出。
因此，我们可以得出进程等待就是：
- 通过系统调用，获取子进程退出码或者退出信号的方式，顺便释放内存问题
（二）进程等待的方法
进程等待可以通过操作系统提供的函数来实现，主要有以下两种方法来进程等待操作：
- waitpid函数：等待指定的子进程完成。可以设置选项参数来指定等待条件。
- wait函数：等待任意一个子进程完成并获取其退出状态。
1、wait方法
遇到新的函数，如果不认识，就先去系统中查询一下：
【说明】
- 返回值：成功返回被等待进程pid，失败返回-1。
- 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为NULL
接下来，通过代码简单的
int main()
{
pid_t id = fork();
if(id == 0)
{
//子进程
int cnt = 5;
while(cnt)
{
printf("我是子进程，我还活着呢，我还有%dS, pid: %d, ppid%d\n", cnt --, getpid(), getppid());
sleep(1);
}
exit(0);
}
sleep(10);
// 父进程
pid_t ret_id = wait(NULL);
printf("我是父进程，等待子进程成功, pid: %d, ppid: %d, ret_id: %d\n",getp id(), getppid(), ret_id);
sleep(5);
}
输出显示：
【解释】
- 上述代码是一个简单的示例，展示了父进程创建子进程，并使用
wait函数等待子进程完成。
进阶着又有一个问题：那就是父进程在 wait的时候，如果子进程没有退出，那么父进程在干什么呢?
我们把代码改一下看输出结果。代码如下：
int main()
{
pid_t id = fork();
if(id == 0)
{
//子进程
int cnt = 5;
while(cnt)
{
printf("我是子进程，我还活着呢，我还有%dS, pid: %d, ppid%d\n", cnt --, getpid(), getppid());
sleep(1);
}
exit(0);
}
// 父进程
pid_t ret_id = wait(NULL);
printf("我是父进程，等待子进程成功, pid: %d, ppid: %d, ret_id: %d\n",getp id(), getppid(), ret_id);
sleep(5);
}
输出显示：
2、waitpid方法
wait 和 waitpid 的头文件一样。具体如下：
pid_ t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);
返回值：
1、当正常返回的时候waitpid返回收集到的子进程的进程ID；
2、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；
3、 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：
1. Pid=-1,等待任一个子进程。与wait等效。
2. Pid>0.等待其进程ID与pid相等的子进程。
status:
1.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）
2.WEXITSTATUS(status): 若WIFEXITED非零，提取子进程退出码。（查看进程的退出码）
options:
1.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。
- 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。
（三）获取子进程status
- wait和waitpid，都有一个status参数，该参数是一个输出型参数，由操作系统填充。
- 如果传递NULL，表示不关心子进程的退出状态信息。
- 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）
具体可以向下述这样理解：
判断一个进程是否正常退出，只需要判断是否接收到进程终止信号。大于0，异常退出，有进程终止信号；等于0，正常退出。
代码演示：
int main()
{
pid_t id = fork();
if(id == 0)
{
//子进程
int cnt = 5;
while(cnt)
{
printf("我是子进程，我还活着呢，我还有%dS, pid: %d, ppid: %d\n", cnt--, getpid(), getppid());
sleep(1);
}
exit(111);
}
// 父进程
int status =0 ;
pid_t ret_id = waitpid(id, &status, 0);
printf("我是父进程，等待子进程成功, pid: %d, ppid: %d, ret_id: %d,child exit code: %d, child exit signal: %d\n"\
,getpid(), getppid(), ret_id,(status>>8)&0xFF, status & 0x7F);
sleep(2);
}
输出结果：
1、进程的阻塞等待方式
#include
#include
#include
#include
#include
int main()
{
pid_t pid;
pid = fork();
if(pid < 0){
printf("%s fork error\n",__FUNCTION__);
return 1;
} else if( pid == 0 ){ //child
printf("child is run, pid is : %d\n",getpid());
sleep(5);
exit(257);
} else{
int status = 0;
pid_t ret = waitpid(-1, &status, 0);//阻塞式等待，等待5S
printf("this is test for wait\n");
if( WIFEXITED(status) && ret == pid ){
printf("wait child 5s success, child return code is :%d.\n",WEXITSTATUS(status));
}else{
printf("wait child failed, return.\n");
return 1;
}
}
return 0;
} 输出展示：
此运行结果是子进程正常退出的场景
2、进程的非阻塞等待方式
1 #include
2 #include
3 #include
4 #include
5 #include
6
7 int main()
8 {
9 pid_t pid;
10 pid = fork();
11 if(pid < 0){
12 printf("%s fork error\n",__FUNCTION__);
13 return 1;
14 }else if( pid == 0 ){ //child
15 printf("child is run, pid is : %d\n",getpid());
16 sleep(5);
17 exit(1);
18 } else{
19 int status = 0;
20 pid_t ret = 0;
21 do
22 {
23 ret = waitpid(-1, &status, WNOHANG);//非阻塞式等待
24 if( ret == 0 ){
25 printf("child is running\n");
26 }
27 sleep(1);
28 }while(ret == 0);
29 if( WIFEXITED(status) && ret == pid ){
30 printf("wait child 5s success, child return code is :%d.\n",WEXITS TATUS(status));
31 }else{
32 printf("wait child failed, return.\n");
33 return 1;
34 }
35 }
36 return 0;
37 }
38
输出展示：
调用 waitpid 函数（非阻塞，WNOHANG）父子进程交替打印进行各自的循环，大概 5s 之后子进程， 可以看到子进程由 S+ 变成 Z+。
若WIFEXITED(status)为真---->进程正常退出
若WEXITSTATUS(status)>0---->WEXITSTATUS(status)表示子进程的退出码
总结
以上便是关于进程等待的全部知识了。感谢大家的观看与支持！！！