APUE读书笔记-08进程控制（05）

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6、wait和waitpid
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 当一个进程结束的时候，无论是正常的还是非正常的，内核都会通过发送SIGCHLD信号来通知其父进程。因为child的终止是一个异步事件，所以它能够在父进程运行的任何时候发生，这个SIGCHLD信号是内核到父进程的异步通知。父进程可以选择忽略这个信号，或者提供一个函数来定义发生这个信号时候的处理动作。默认这个信号会被忽略。我们现在需要注意的是当我们调用wait或者waitpid的时候，调用的进程会：
 a)阻塞:如果进程的所有子进程正在运行的话。
 b)立即返回：这时候如果有一个子进程终止了，并且它等待自己的终止状态被获取，那么会同时返回这个子进程的终止状态。
 c)立即返回并且设置错误码：进程没有子进程的时候会出现这种情况。

 如果我们由于收到了SIGCHLD信号而调用wait,那么我们可以期望wait函数会立即返回，但是如果我们在一个任意的时间调用wait，那么这会导致阻塞。
 #include
 pid_t wait(int *statloc);
 pid_t waitpid(pid_t pid, int *statloc, int options);
 两者在成功的时候都会返回进程ID,0或者在错误的时候返回1（其值一般为-1）。
 两者的区别是：
 a)wait函数会导致阻塞直到有一个子进程结束，waitpid有一个选项可以防止阻塞。
 b)waitpid函数不是等待第一个结束的进程，它有一系列的选项可以指定等待哪些进程。
 如果子进程已经结束并且成为了僵尸进程，那么wait函数会立即以那个子进程的状态返回。否则它会阻塞，直到一个子进程终止。 如果调用者阻塞了并且它有多个子进程，那么wait会在一个子进程终止的时候返回。我们是能够判断那个子进程结束的，因为wait函数的返回值就是结束进程的进程pid。
 对于这两个函数，statloc参数是一个指向整数类型的参数，这个参数不是空，那么会返回结束进程的进程状态；如果我们不关心结束进程的状态，那么可以设置这个参数是空。
 一般来说整数的状态值由实现来定义其含义。例如一些位代表正常的exit状态，另外一些位代表信号数（对于非正常退出的情况），有一个位代表是否生成core file.等等。POSIX.1指定退出状态可由中定义的一些宏来进行查看。 四个互斥的宏可以告诉我们进程是如何结束的，它们都以WIF来开始，基于是从这四个宏中返回true的那个宏，其它的宏可以用来获取退出码，信号，以及其它的信息。这四个互斥的宏我们可以参见：前面的本章第5节所讲的进程exit中说明的四个宏。
 我们在后面的作业控制中将会讨论如何stop进程。下面的例子就给出了如何使用这些宏：
 #include

 void my_func()
 {
 ...
  if (wait(&status) != pid)       /* wait for child */
  {
   ...
  }
     pr_exit(status);
 }

 void pr_exit(int status)
 {
  if (WIFEXITED(status))
   printf("normal termination, exit status = %d\n",
     WEXITSTATUS(status));
  else if (WIFSIGNALED(status))
   printf("abnormal termination, signal number = %d%s\n",
     WTERMSIG(status),
 #ifdef  WCOREDUMP
     WCOREDUMP(status) ? " (core file generated)" : "");
 #else
  "");
 #endif
  else if (WIFSTOPPED(status))
   printf("child stopped, signal number = %d\n",
     WSTOPSIG(status));
 }

 以前我们使用wait来等待一个指定的进程的时候，需要根据wait的返回来判断是否是目标pid，如果不是那么我们就把这个返回的pid保存起来然后继续wait，这样重复直到指定的进程结束；然后我们再次等待指定的进程结束之前需要首先遍历之前wait的时候保存的已经结束的pid列表。这很麻烦，而且缺点很多。现在我们可以利用POSIX.1中的waitpid来实现这个功能。
 waitpid中pid参数的含义如下:
 pid==1 :等待任何子进程，这时候waitpid和wait的含义是一样的。
 pid>0 :等待pid值为参数pid的子进程。
 pid==0 :等待进程组id和调用进程一样的任何子进程。
 pid<0 :等待进程组id和参数pid的绝对值一样的任何子进程。
 waitpid返回结束的子进程的pid并且将子进程结束状态存放在参数statloc所指的地址中。对于wait来说，出现错误的情况是调用进程没有子进程（也可能这个wait函数调用被信号所打断）。对于waitpid来说，可能出现错误的情况是指定的进程pid或者指定组id不存在，或者相应的进程pid不是调用进程的子进程。(这里的进程组在后面进程关系中有所会详细提及)
 options参数可以额外控制watipid的行为,这个参数的值要么是0要么是以下这些值的按位或：
 a)WCONTINUED
 如果实现支持作业控制，那么pid指定的任何子进程（这个子进程在stop之后被continue但是它的状态没有被报告）的状态会被返回。
 b)WNOHANG
 如果指定的pid的子进程不是立即可用的，那么waitpid函数不会阻塞，这时候，返回值是0。
 c)WUNTRACED
 如果实现支持作业控制,那么任何指定pid的子进程（这个子进程被stopped了，并且它的状态在它被stopped的时候没有被报告）的状态被返回。WIFSTOPPED宏可以确定返回值是否和一个停止的子进程相关。
 另外，Solaris 支持一个额外的不是很标准的选项常量。WNOWAIT会使得系统进程（这个进程的终止状态通过waitpid被返回）进入一个wait的状态，这样这个进程可以再次被waited.

 函数waitpid提供了三个wait没有的特性：
 a)waitpid函数使我们等待一个特定的进程，而wait却返回任何终止进程的终止状态。
 b)waitpid函数提供了一个非阻塞的wait版本，有时候我们想要获取一个子进程的状态，但是我们不需要阻塞。
 c)waitpid函数提供了对作业控制的支持，这是通过WUNTRACED和WCONTINUED选项来做到的。

 举例：
 在前面说过如果子进程结束了，父进程没有对它进行wait，那么子进程会变成僵尸进程。如果我们不想wait子进程，也不想让子进程变成僵尸进程，那么我们有一个手段：在父进程中fork两次。
 具体为调用fork产生子进程，子进程再调用fork产生孙进程，然后在孙子进程执行子进程想要的动作，而子进程仅仅是创建孙子进程之后就退出，父进程仅仅wait子进程，不管孙进程，因为孙进程最后父进程变成了init.大概如下：
 if( fork() == 0)
 {
  if(fork()> 0)
  {
   exit(0);
  }
  sleep(5);
  ...do child things...
 }
 wait(...);

参考：