Android C++系列：Linux进程(三)

wait/waitpid

僵尸进程: 子进程退出，父进程没有回收子进程资源(PCB)，则子进程变成僵尸进程

孤儿进程: 父进程先于子进程结束，则子进程成为孤儿进程,子进程的父进程成为1号 进程init进程，称为init进程领养孤儿进程

#include <sys/types.h> 
#include <sys/wait.h>
pid_t wait(int *status);
pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);

• < -1 回收指定进程组内的任意子进程
• -1 回收任意子进程
• 0 回收和当前调用waitpid一个组的所有子进程 > 0 回收指定ID的子进程

一个进程在终止时会关闭所有文件描述符，释放在用户空间分配的内存，但它的PCB还 保留着，内核在其中保存了一些信息:如果是正常终止则保存着退出状态，如果是异常终止 则保存着导致该进程终止的信号是哪个。这个进程的父进程可以调用wait或waitpid获取这 些信息，然后彻底清除掉这个进程。我们知道一个进程的退出状态可以在Shell中用特殊变 量$?查看，因为Shell是它的父进程，当它终止时Shell调用wait或waitpid得到它的退出状 态同时彻底清除掉这个进程。

如果一个进程已经终止，但是它的父进程尚未调用wait或waitpid对它进行清理，这时 的进程状态称为僵尸(Zombie)进程。任何进程在刚终止时都是僵尸进程，正常情况下，僵 尸进程都立刻被父进程清理了，为了观察到僵尸进程，我们自己写一个不正常的程序，父进 程fork出子进程，子进程终止，而父进程既不终止也不调用wait清理子进程:

#include <unistd.h> 
#include <stdlib.h>
int main(void) {
  pid_t pid=fork(); 
  if(pid<0) {
    perror("fork");
    exit(1); 
  }
  if(pid>0) { /* parent */
    while(1); 
  }
  /* child */
  return 0; 
}

若调用成功则返回清理掉的子进程id，若调用出错则返回-1。父进程调用wait或 waitpid时可能会:

• 阻塞(如果它的所有子进程都还在运行)。

• 带子进程的终止信息立即返回(如果一个子进程已终止，正等待父进程读取其终止信息)。

• 出错立即返回(如果它没有任何子进程)。

这两个函数的区别是:

• 如果父进程的所有子进程都还在运行，调用wait将使父进程阻塞，而调用waitpid时如 果在options参数中指定WNOHANG可以使父进程不阻塞而立即返回0。

• wait等待第一个终止的子进程，而waitpid可以通过pid参数指定等待哪一个子进程。

可见，调用wait和waitpid不仅可以获得子进程的终止信息，还可以使父进程阻塞等待子进 程终止，起到进程间同步的作用。如果参数status不是空指针，则子进程的终止信息通过 这个参数传出，如果只是为了同步而不关心子进程的终止信息，可以将status参数指定为 NULL。

例 waitpid

#include <sys/types.h> 
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main(void) {
  pid_t pid;
  pid = fork(); 
  if (pid < 0) {
    perror("fork failed");
    exit(1); 
  }
  if (pid == 0) { 
    int i;
    for (i = 3; i > 0; i--) { 
      printf("This is the child\n"); 
      sleep(1);
    }
    exit(3); 
  } else {
    int stat_val;
    waitpid(pid, &stat_val, 0);
    if (WIFEXITED(stat_val))
      printf("Child exited with code %d\n", WEXITSTATUS(stat_val));
    else if (WIFSIGNALED(stat_val))
      printf("Child terminated abnormally, signal %d\n", WTERMSIG(stat_val));
  }
  return 0;
}

wait阻塞函数，阻塞等待子进程结束 waitpid 4种情况 < -1 = -1 = 0 > 0

• 进程的退出状态
• 非阻塞标志，WNOHANG
• 获取进程退出状态的函数见manpages
• 调用进程若无子进程，则wait出错返回

总结

本文介绍了僵尸进程和孤儿进程的概念解决方案。僵尸进程: 子进程退出，父进程没有回收子进程资源(PCB)，则子进程变成僵尸进程；孤儿进程: 父进程先于子进程结束，则子进程成为孤儿进程,子进程的父进程成为1号 进程init进程，称为init进程领养孤儿进程。