3.2 获取子进程status
wait()和waitpid()函数都有一个status参数，该参数是一个输出型参数，传入后由操作系统进行填充。若对status参数传入NULL，表示不关心子进程的退出状态信息。否则，操作系统会通过该参数，将子进程的退出信息反馈给父进程。
status是一个整型变量，但应将status变量看作是一个存储信息的位图，status的不同bit位所代表的信息不同，具体细节如下（只讲解status低16个bit位）：
在status的低16bit位中，高8位表示进程的退出状态，即退出码。进程若是被信号所杀，则低7位表示终止信号，此时其退出码就无意义了，所以高8位不使用。而第8位bit位是core dump标志。
exitCode = (status >> 8) & 0xFF; //退出码 exitSignal = status & 0x7F; //退出信号
下面是操作系统提供的宏:
WIFEXITED(status)：用于查看进程是否是正常退出，本质是检查是否收到信号。
WEXITSTATUS(status)：用于获取进程的退出码。
WTERMSIG(status)：用于获得进程终止的信号编号
exitIsNormal = WIFEXITED(status); //是否正常退出 exitCode = WEXITSTATUS(status); //获取退出码 exitSignal = WTERMSIG(status); //用于获得进程终止的信号编号
3.3 进程等待方法
3.3.1 wait()方法
函数原型: pid_t wait(int* status);
作用：阻塞父进程以等待任一子进程
返回值：等待成功则返回被等待进程的PID，等待失败则返回-1。
参数：输出型参数，获取子进程的退出状态，不关心其状态可设置为NULL
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <sys/types.h> #include <sys/wait.h> int main() { pid_t id = fork(); if(id == 0)//child { for(int i = 0;i < 10;++i){ printf("PID:%d PPID:%d\n",getpid(),getppid()); sleep(1); } exit(0); } else if(id > 0)//father { int status = 0; pid_t ret = wait(&status); if(ret > 0) { printf("等待成功!\n"); if(WIFEXITED(status)){ printf("子程序正常退出，退出码:%d\n",WEXITSTATUS(status)); } else{ printf("子程序异常退出，终止信号:%d\n",WTERMSIG(status)); } } else{ printf("等待失败!\n"); } } else{ // fork error exit(-1); } return 0; }
3.3.2 waitpid()方法
函数原型: pid_t waitpid(pid_t pid, int* status, int options);
返回值：
1、等待成功则返回被等待进程的pid
2、若设置了选项WNOHANG，且调用中的waitpid发现没有已退出的子进程可回收，则返回0
3、若调用中出错，则返回-1，此时errno会被设置成相应的值以指示错误所在
pid参数：
< -1 等待其组ID等于pid的绝对值的任一子进程
-1 等待任一子进程
0 等待进程组ID与当前进程组ID相同的任一子进程
> 0 等待进程ID与pid相同的子进程
options参数：
当设置为WNOHANG时，若等待的子进程没有结束，则waitpid函数直接返回0，不予以等待。若正常结束则返回该子进程的pid。（即不会发生阻塞）
当设置为0时，则会wait()相同，会发生阻塞
status参数：输出型参数，获取子进程的退出状态，不关心可设置为NULL
waitpid(-1, &status, 0) == wait(&status)
3.4 多进程创建以及等待的代码模型
同时创建多个子进程，然后让父进程依次等待子进程退出，即将子进程的pid存储到数组中。
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <sys/types.h> #include <sys/wait.h> int main() { pid_t ids[10] = {0}; for (int i = 0; i < 10; i++) { pid_t id = fork(); if (id == 0)//child { printf("child process created successfully...PID:%d\n", getpid()); sleep(3); exit(i); //将子进程的退出码设置为该子进程PID在数组ids中的下标 } else if(id > 0)//father { ids[i] = id; } else{ //fork error exit(-1); } } for (int i = 0; i < 10; i++) { int status = 0; pid_t ret = waitpid(ids[i], &status, 0); if (ret > 0){ printf("wait child success..PID:%d\n", ids[i]); if (WIFEXITED(status)){ printf("exit code:%d\n", WEXITSTATUS(status)); } else{ printf("killed by signal %d\n", WTERMSIG(status)); } } else{ printf("wait child error\n"); } } return 0; }
3.5 基于非阻塞接口的轮询检测方案
若当子进程未退出时，父进程阻塞等待子进程退出，在等待期间父进程不能做任何事情，这个等待时间是否能利用起来呢？可以，向waitpid()函数的参数potions传入WNOHANG实现非阻塞
方案思想: 父进程每隔一段时间调用一次waitpid()函数，若是等待的子进程未退出，则父进程可以先处理其他事务，过一段时间再调用waitpid函数读取子进程的退出信息。
#include <stdio.h> #include <stdlib.h> #include <unistd.h> #include <sys/types.h> #include <sys/wait.h> int main() { pid_t id = fork(); if (id == 0)//child { for(int i = 0;i < 3; ++i){ printf("child do something...PID:%d, PPID:%d\n", getpid(), getppid()); sleep(3); } exit(0); } else if(id > 0)//father { while (1) { int status = 0; pid_t ret = waitpid(id, &status, WNOHANG); if (ret > 0) { printf("wait child success...\n"); if (WIFEXITED(status)){ printf("exit code:%d\n", WEXITSTATUS(status)); } else{ printf("killed by signal %d\n", WTERMSIG(status)); } break; } else if (ret == 0){ printf("father do other things...\n"); sleep(1); } else{ printf("waitpid error...\n"); break; } } } else { printf("fork error\n"); } return 0; }
四、进程程序替换
4.1 替换原理
fork创建子进程后，子进程执行的是和父进程相同的程序（可能执行不同的代码分支），若想让子进程执行另一个程序，往往需要调用一种exec函数。当进程调用一种exec函数时，该进程的用户空间代码和数据完全被新程序替换，并从新程序的启动例程开始执行。
进行进程替换时有创建新的进程吗？
没有。进程程序替换之后，该进程对应的PCB、进程地址空间以及页表等数据结构都没有发生改变，只是进程在物理内存当中的数据和代码发生了改变，所以并没有创建新的进程，而且进程程序替换前后该进程的PID并没有改变。
子进程进行进程程序替换后，会影响父进程的代码和数据吗？
不会。子进程刚被创建时与父进程共享代码和数据，但当子进程需要进行进程程序替换时，也就意味着子进程需要对其数据和代码进行写入操作，这时会进行写时拷贝，此后父子进程的代码和数据也就分离了，因此子进程进行程序替换后不会影响父进程的代码和数据。
4.2 替换函数
int execl(const char *path, const char *arg, ...);
参数一是要执行程序的路径，参数二是可变参数列表，表示要如何执行该程序（以NULL结尾）
execl("/usr/bin/ls", "ls", "-a", "-i", "-l", NULL);
int execlp(const char *file, const char *arg, ...);
参数一是要执行程序的名字(在环境变量PATH中查找)，参数二是可变参数列表，表示要如何执行该程序（以NULL结尾）
execlp("ls", "ls", "-a", "-i", "-l", NULL);
int execle(const char *path, const char *arg, ..., char *const envp[]);
参数一是要执行程序的路径，参数二是可变参数列表，表示要如何执行该程序（以NULL结尾），参数三是用户设置的环境变量。
char* const _envp[] = { (char*)"MYNAME=BJY", NULL }; execle("./test", "test", NULL, _envp);
int execv(const char *path, char *const argv[]);
参数一是要执行程序的路径，参数二是指针数组，数组当中的内容表示要如何执行这个程序，数组以NULL结尾。
char *const argvs[] = { "ls", "-a", "-i", "-l", NULL }; execv("/usr/bin/ls", argvs);
int execvp(const char *file, char *const argv[]);
参数一是要执行程序的名字，参数二是指针数组，数组当中的内容表示要如何执行这个程序，数组以NULL结尾。
char *const argvs[] = { "ls", "-a", "-i", "-l", NULL }; execvp("ls", argvs);
int execvpe(const char *file, char *const argv[], char *const envp[]);
参数一是要执行程序的名字，参数二是指针数组，数组当中的内容表示要如何执行这个程序，数组以NULL结尾。参数三是用户设置的环境变量。
char *const argvs[] = { "ls", "-a", "-i", "-l", NULL }; char* const _envp[] = { (char*)"MYNAME=BJY", NULL }; execvpe("ls", args, _envp);
int execve(const char *filename, char *const argv[], char *const envp[]);
参数一是要执行程序的路径，参数二是指针数组，数组当中的内容表示要如何执行这个程序，数组以NULL结尾。参数三是用户设置的环境变量。
该接口是系统调用，上述6个函数底层都调用了这个函数。
char *const argvs[] = { "ls", "-a", "-i", "-l", NULL }; char* const _envp[] = { (char*)"MYNAME=BJY", NULL }; execve("/usr/bin/ls", args, _envp);
注意:
上述函数若调用成功，则加载指定的程序并从启动代码处执行，不再返回值。若调用出错，则返回-1。
4.3 命名理解
这七个exec系列函数的函数名都以exec开头，其后缀可以用如下方式理解：
l(list)：表示参数采用列表的形式，一一列出。
v(vector)：表示参数采用数组的形式。
p(path)：表示能自动搜索环境变量PATH，进行程序查找。
e(env)：表示可以传入自己设置的环境变量。
