什么是进程等待？
进程等待是一种操作系统中的机制，它存在于父进程与子进程之间的关系。在一个进程创建了新的子进程后，这个父进程可能会需要等待子进程的完成，以收集子进程的资源和退出状态。
在Linux系统中，wait函数和waitpid函数是用于实现进程等待的系统调用方法。wait函数会暂停当前进程的执行，直到一个子进程终止。当子进程终止后，wait函数会返回子进程的进程ID（PID），并将子进程的终止状态存储在指针status指向的变量中。
进程等待必要性
之前的文章讲过，子进程退出，父进程如果不管不顾，就可能造成‘僵尸进程’的问题，进而造成内存泄漏。另外，进程一旦变成僵尸状态，那就刀枪不入，“杀人不眨眼”的kill -9 也无能为力，因为谁也没有办法杀死一个已经死去的进程。最后，父进程派给子进程的任务完成的如何，我们需要知道。如，子进程运行完成，结果对还是不对，或者是否正常退出。父进程通过进程等待的方式，回收子进程资源，获取子进程退出信息。
进程如何等待？
wait方法
#include<sys/types.h> #include<sys/wait.h> pid_t wait(int*status); 返回值： 成功返回被等待进程pid，失败返回-1。 参数： 输出型参数，获取子进程退出状态,不关心则可以设置成为NULL
进程等待回收子进程僵尸状态，这个状态的形成还是主要因为执行父进程代码前加了睡眠的状态，否则在子进程退出的一瞬间，父进程就已经回收完资源了，我们是看不到僵死进程的：
1 #include <stdio.h> 2 #include <unistd.h> 3 #include <stdlib.h> 4 #include <sys/types.h> 5 #include <sys/wait.h> 6 7 //int status = 0; 8 void Worker(int number) 9 { 10 int cnt = 5; 11 while(cnt) 12 { 13 printf("I am child process, pid: %d, ppid: %d, cnt: %d, number: %d\n", getpid(), getppid() , cnt--, number); 14 sleep(1); 15 16 //*p = 100; 17 //int a = 10; 18 //a /= 0; 19 } 20 exit(0); 21 } 22 23 int main() 24 { 25 pid_t id=fork(); 26 if(id==0) 27 { 28 Worker(1); 29 }else{ 30 sleep(7); 31 pid_t rid=wait(NULL); 32 if(rid==id) 33 { 34 printf("i am father process,pid:%d,ppid:%d rid: %d\n",getpid(),getppid(),rid); 35 } 36 } 37 return 0; 38 } .
进程等待，父进程必须在wait上进行阻塞等待，直到子进程僵尸状态，wait自动回收，因此父进程一般是最后退出的！
1 #include <stdio.h> 2 #include <unistd.h> 3 #include <stdlib.h> 4 #include <sys/types.h> 5 #include <sys/wait.h> 6 7 //int status = 0; 8 void Worker(int number) 9 { 10 int cnt = 5; 11 while(cnt) 12 { 13 printf("I am child process, pid: %d, ppid: %d, cnt: %d, number: %d\n", getpid(), getppid() , cnt--, number); 14 sleep(1); 15 16 //*p = 100; 17 //int a = 10; 18 //a /= 0; 19 } 20 exit(0); 21 } 22 23 int main() 24 { 25 pid_t id=fork(); 26 if(id==0) 27 { 28 Worker(1); 29 }else{ 30 pid_t rid=wait(NULL); 31 if(rid==id) 32 { 33 printf("i am father process,pid:%d,ppid:%d rid: %d\n",getpid(),getppid(),rid); 34 } 35 } 36 return 0; 37 }
waitpid方法
pid_ t waitpid(pid_t pid, int *status, int options); 参数： pid： Pid=-1,等待任一个子进程。与wait等效。 Pid>0.等待其进程ID与pid相等的子进程。 status: WIFEXITED(status): 若为正常终止子进程返回的状态，则为真。（查看进程是否是正常退出） WEXITSTATUS(status): 若WIFEXITED非零，提取子进程退出码。（查看进程的退出码） options: WNOHANG: 若pid指定的子进程没有结束，则waitpid()函数返回0，不予以等待。若正常结束，则返回该子进 程的ID。
返回值
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；
参数status
参数status是一个指向整数的指针，用于保存被收集子进程的退出状态。他32bit，其中低16位为中储存着数据。需要注意的是status不能简单的当作整形来看待，可以当作位图来看待。他的返回值实际上如下图所示：
对此，如果我们要读取正确的信息，需要将status右移动8位。需要注意的是：如果进程被杀死了，如上图所示，status是无意义的！
1 #include <sys/wait.h> 2 #include <stdio.h> 3 #include<unistd.h> 4 #include <stdlib.h> 5 #include <string.h> 6 #include <errno.h> 7 int main( void ) 8 { 9 pid_t pid; 10 if ( (pid=fork()) == -1 ) 11 perror("fork"),exit(1); 12 if ( pid == 0 ){ 13 int ct=5; 14 while(ct--) 15 { 16 printf("i am a child process times:%d,pid:%d,ppid:%d\n",ct,getpid(),getppid()); 17 sleep(1); 18 } 19 sleep(5); 20 exit(11); 21 } else { 22 int st; 23 int ret = waitpid(pid,&st,0); 24 if ( ret > 0 && ( st & 0X7F ) == 0 ){ // 正常退出 25 printf("child exit code:%d\n", (st>>8)&0XFF); 26 } else if( ret > 0 ) { // 异常退出 27 printf("sig code : %d\n", st&0X7F ); 28 } 29 } 30 }
正常退出情况：
非正常退出，被进程杀死情况，此时为进程的信号量：
WEXITSTATUS
WEXITSTATUS是一个宏，用于获取父进程中由子进程返回的退出状态。在C语言中，当一个进程通过调用exit()函数或_exit()函数来终止时，它会向其父进程返回一个整数值作为退出状态。
WEXITSTATUS宏定义如下：
#define WEXITSTATUS(status) ((unsigned int)(status) >> 8)
其中，status是子进程返回的退出状态。该宏将退出状态右移8位，以获取实际的退出状态值。
使用WEXITSTATUS宏可以方便地获取子进程的退出状态，以便在父进程中进行进一步的处理或判断。
附加option选项
- WNOHANG：如果设置了这个选项，那么即使有子进程没有结束，waitpid也会立即返回，不会阻塞父进程。此时，waitpid函数会返回0，表示没有子进程已经结束。如果没有设置WNOHANG选项，那么waitpid会一直阻塞父进程，直到有一个子进程结束为止。
- WUNTRACED：如果设置了这个选项，那么即使子进程处于暂停状态（被暂停、停止或跟踪），waitpid也会返回。如果没有设置WUNTRACED选项，那么只有当子进程正常结束时，waitpid才会返回。
- WSTOPPED：如果设置了这个选项，那么只有当子进程处于暂停状态时，waitpid才会返回。如果没有设置WSTOPPED选项，那么只有当子进程正常结束时，waitpid才会返回。
- WCONTINUED：如果设置了这个选项，那么只有当子进程从暂停状态中恢复运行时，waitpid才会返回。如果没有设置WCONTINUED选项，那么只有当子进程正常结束时，waitpid才会返回。
进程阻塞等待方式：
#include <sys/wait.h> #include <stdio.h> #include<unistd.h> #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <errno.h> int main() { pid_t pid; pid = fork(); if(pid < 0){ printf("%s fork error\n",__FUNCTION__); return 1; } else if( pid == 0 ){ //child printf("child is run, pid is : %d\n",getpid()); sleep(5); exit(257); } else{ int status = 0; pid_t ret = waitpid(-1, &status, 0);//阻塞式等待，等待5S printf("this is test for wait\n"); if( WIFEXITED(status) && ret == pid ){ printf("wait child 5s success, child return code is :%d.\n",WEXITSTATUS(status)); }else{ printf("wait child failed, return.\n"); return 1; } return 0; } }
进程的非阻塞等待方式：
#include <stdio.h> #include <unistd.h> #include <stdlib.h> #include <sys/wait.h> int main() { pid_t pid; pid = fork(); if(pid < 0){ printf("%s fork error\n",__FUNCTION__); return 1; }else if( pid == 0 ){ //child printf("child is run, pid is : %d\n",getpid()); sleep(5); exit(1); } else{ int status = 0; pid_t ret = 0; do { ret = waitpid(-1, &status, WNOHANG);//非阻塞式等待 if( ret == 0 ){ printf("child is running\n"); } sleep(1); }while(ret == 0); if( WIFEXITED(status) && ret == pid ){ printf("wait child 5s success, child return code is :%d.\n",WEXITSTATUS(status)); }else{ printf("wait child failed, return.\n"); return 1; } } return 0; }
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