wait函数族和SIGCHLD信号的关系

一、wait()和waitpid()函数的区别

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 #include

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

pid_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 其它： 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，

信号处理函数将只会执行一次，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

二、SIGCHLD信号

简单的说，子进程退出时父进程会收到一个SIGCHLD信号，默认的处理是忽略这个信号，而常规的做法是在这个信号处理函数中调用wait函数获取子进程的退出状态。

三、既然在SIGCHLD信号的处理函数中要调用wait函数族，为什么有了wait函数族还需要使用SIGCHLD信号?

我们知道，unix中信号是采用异步处理某事的机制，好比说你准备去做某事，去之前跟邻居张三说如果李四来找你的话就通知他一声，这让你可以抽身出来去做这件事，而李四真正来访时会有人通知你，这个就是异步信号一个较为形象的比喻。

一般的，父进程在生成子进程之后会有两种情况：一是父进程继续去做别的事情，类似上面举的例子；另一是父进程啥都不做，一直在wait子进程退出，因为有时候父进程依赖子进程干完某事后才能继续 。

SIGCHLD信号就是为这第一种情况准备的，它让父进程去做别的事情，而只要父进程注册了处理该信号的函数，在子进程退出时就会调用该函数，在函数中wait子进程得到终止状态之后再继续做父进程的事情。

最后，我们来明确以下二点：

1)凡父进程不调用wait函数族获得子进程终止状态的子进程在退出时都会变成僵尸进程。

2)SIGCHLD信号可以异步的通知父进程有子进程退出。

signal(SIGCHLD, SIG_IGN); //忽略SIGCHLD信号，这常用于并发服务器的性能的一个技巧

//因为并发服务器常常fork很多子进程，子进程终结之后需要
//服务器进程去wait清理资源。如果将此信号的处理方式设为
//忽略，可让内核把僵尸子进程转交给init进程去处理，省去了
//大量僵尸进程占用系统资源。(Linux Only)

some code();

pid = fork(); //生成一个子进程
if (pid < 0) // error check.
handle_err();

if (pid == 0)
exit (execl(....)); // child process.
else
if (wait(&ret) < 0)
perror(\"wait\"); //parent process
//在这里wait，都会得No Such process的错误，
//因为子进程终止后，内核会向父进程发送SIGCHLD
//信号，但是上面已将此信号设为忽略，实质上由
//init来接收此子进程的处理。