/* wait1.c */ #include <sys/types.h> #include <sys/wait.h> #include <unistd.h> #include <stdlib.h> main() { pid_t pc,pr; pc=fork(); if(pc<0) /* 如果出错 */ printf("error ocurred!\n"); else if(pc==0) { /* 如果是子进程 */ printf("This is child process with pid of %d\n",getpid()); sleep(10); /* 睡眠10秒钟 */ } else
{ /* 如果是父进程 */ pr=wait(NULL); /* 在这里等待 */ printf("I catched a child process with pid of %d\n"),pr); } exit(0);
} 编译并运行: $ cc wait1.c -o wait1 $ ./wait1 This is child process with pid of 1508 I catched a child process with pid of 1508 可以明显注意到,在第2行结果打印出来前有10 秒钟的等待时间,这就是我们设定的让子进程睡眠的时间,只有子进程从睡眠中苏醒过来,它才能正常退出,也就才能被父进程捕捉到。其实这里我们不管设定子进程睡眠的时间有多长,父进程都会一直等待下去,读者如果有兴趣的话,可以试着自己修改一下这个数值,看看会出现怎样的结果。 参数status:如果参数status的值不是NULL,wait就会把子进程退出时的状态取出并存入其中,这是一个整数值(int),指出了子进程是正常退出还是被非正常结束的(一个进程也可以被其他进程用信号结束,我们将在以后的文章中介绍),以及正常结束时的返回值,或被哪一个信号结束的等信息。由于这些信息被存放在一个整数的不同二进制位中,所以用常规的方法读取会非常麻烦,人们就设计了一套专门的宏(macro)来完成这项工作,下面我们来学习一下其中最常用的两个:
1,WIFEXITED(status) 这个宏用来指出子进程是否为正常退出的,如果是,它会返回一个非零值。(请注意,虽然名字一样,这里的参数status并不同于wait唯一的参数--指向整数的指针status,而是那个指针所指向的整数,切记不要搞混了。)
2, WEXITSTATUS(status) 当WIFEXITED返回非零值时,我们可以用这个宏来提取子进程的返回值,如果子进程调用exit(5)退出,WEXITSTATUS(status) 就会返回5;如果子进程调用exit(7),WEXITSTATUS(status)就会返回7。请注意,如果进程不是正常退出的,也就是说, WIFEXITED返回0,这个值就毫无意义
/* wait2.c */ #include #include #include
main() { int status; pid_t pc,pr; pc=fork(); if(pc<0) /* 如果出错 */ printf("error ocurred!\n"); else if(pc==0) { /* 子进程 */ printf("This is child process with pid of %d\n",getpid()); exit(3); /* 子进程返回3 */ } else { /* 父进程 */ pr=wait(&status); if(WIFEXITED(status)) { /* 如果WIFEXITED返回非零值 */ printf("the child process %d exit normally.\n", pr); printf("the return code is %d.\n", WEXITSTATUS(status)); } else /* 如果WIFEXITED返回零 */ printf("the child process %d exit abnormally.\n",pr); } } 编译并运行: $ cc wait2.c -o wait2 $ ./wait2This is child process with pid of 1538.the child process 1538 exit normally.the return code is 3.
父进程准确捕捉到了子进程的返回值3,并把它打印了出来。当然,处理进程退出状态的宏并不止这两个,但它们当中的绝大部分在平时的编程中很少用到,就也不在这里浪费篇幅介绍了,有兴趣的读者可以自己参阅Linux man pages去了解它们的用法。
有时候,父进程要求子进程的运算结果进行下一步的运算,或者子进程的功能是为父进程提供了下一步执行的先决条件(如:子进程建立文件,而父进程写入数据),此时父进程就必须在某一个位置停下来,等待子进程运行结束,而如果父进程不等待而直接执行下去的话,可以想见,会出现极大的混乱。这种情况称为进程之间的同步,更准确地说,这是进程同步的一种特例。进程同步就是要协调好2个以上的进程,使之以安排好地次序依次执行。解决进程同步问题有更通用的方法,我们将在以后介绍,但对于我们假设的这种情况,则完全可以用wait系统调用简单的予以解决。请看下面这段程序:
#include #include
main() { pid_t pc, pr; int status; pc=fork(); if(pc<0) printf("Error occured on forking.\n"); else if(pc==0) { /* 子进程的工作 */ exit(0); } else { /* 父进程的工作 */ pr=wait(&status); /* 利用子进程的结果 */ } }
这段程序只是个例子,不能真正拿来执行,但它却说明了一些问题,首先,当fork调用成功后,父子进程各做各的事情,但当父进程的工作告一段落,需要用到子进程的结果时,它就停下来调用wait,一直等到子进程运行结束,然后利用子进程的结果继续执行,这样就圆满地解决了我们提出的进程同步问题。
waitpid系统调用在Linux函数库中的原型是:
#include /* 提供类型pid_t的定义*/
#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); } 1.9.2 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; |
/* waitpid.c */ #include #include #include main() { pid_t pc, pr; pc=fork(); if(pc<0) /* 如果fork出错 */ printf("Error occured on forking.\n"); else if(pc==0) { /* 如果是子进程 */ sleep(10); /* 睡眠10秒 */ exit(0); } /* 如果是父进程 */ do { pr=waitpid(pc, NULL, WNOHANG); /* 使用了WNOHANG参数,waitpid不会在这里等待 */ if(pr==0) { /* 如果没有收集到子进程 */ printf("No child exited\n"); sleep(1); } } while(pr==0); /* 没有收集到子进程,就回去继续尝试 */ if(pr==pc) printf("successfully get child %d\n", pr); else printf("some error occured\n"); }编译并运行: $ cc waitpid.c -o waitpid $ ./waitpidNo child exitedNo child exitedNo child exitedNo child exitedNo child exitedNo child exitedNo child exitedNo child exitedNo child exitedNo child exitedsuccessfully get child 1526
父进程经过10次失败的尝试之后,终于收集到了退出的子进程。 因为这只是一个例子程序,不便写得太复杂,所以我们就让父进 程和子进程分别睡眠了10秒钟和1秒钟,代表它们分别作了10秒钟 和1秒钟的工作。父子进程都有工作要做,父进程利用工作的简短 间歇察看子进程的是否退出,如退出就收集它。
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