1. 前言
控制一个进程包括如何创建它,如何
终止它,并且如何回收它的资源!
为了回收一个进程的资源,创建这个 进程的父进程必须等待这个子进程 死亡后,处理它的代码和数据
本章重点:
本篇文章着重讲解进程等待的必要性
,以及系统调用waitpid的使用详情,并且
重点讲解waitpid的三个参数的含义和
不同的用法!
2. 进程等待的必要性
既然要学习进程等待,那么要先知道
为什么要有进程等待?进程等待有啥用?
进程等待的必要性:
- 若子进程退出,而父进程对它不管不顾
此时会有僵尸进程问题,有内存泄漏风险 - 当一个进程变成僵尸进程,那它就刀枪
不入了,因为无法杀掉一个死去的进程 - 父进程创建子进程是为了完成某任务,
父进程需要知道它把任务完成得如何
,所以等待子进程死亡是很有必要的! - 父进程需要等待子进程死亡后,
回收它的代码和数据!
综上所述,进程等待是很有必要的!
3. 进程等待的方法
我们通过系统调用:wait系统函数
来等待子进程死亡
本篇文章着重讲解waitpid函数
waitpid函数的详情请看下图:
话不多说,上代码来测试:
int main() { pid_t id = fork(); if(id<0) { perror("fork"); exit(1); } if(id==0)//子进程代码 { int count = 5; while(count) { printf("[%d]我是子进程,我的pid是: %d\n",count,getpid()); sleep(1); count--; } exit(0);//子进程执行完代码后退出 } //父进程代码 waitpid(id,NULL,0); printf("等待子进程成功!\n"); return 0; }
结果:
可以发现,当子进程执行它的代码时
父进程并不会进入if语句中,而是往下
继续执行代码,但是父进程迟迟不打印
“等待子进程成功”,这是因为父进程在
阻塞等待子进程,如果子进程不退出,父
进程就在这里等它死亡!
4. waitpid的参数status
如果父进程想要知道子进程的退出信息
也就是退出码和退出信号,就要用到这个
输出型参数status
status参数可没有你想的这么简单 它的信息并不是按照整个整数来存储的 如果你学过位图的话,那么下面的内容 会很好理解!
我们之研究status的低16比特位
低八位存储的是终止信号
次低八位存储的是退出状态
所以如果想要获取status中的这两个
信息,我们需要使用下面的代码来解析:
退出码: (status >> 8) & 0xFF 退出信号: status & 0x7F
下面就来使用代码验证一下:
int main() { pid_t id = fork(); if(id<0) { perror("fork"); exit(1); } if(id==0)//子进程代码 { int count = 5; while(count) { printf("[%d]我是子进程,我的pid是: %d\n",count,getpid()); sleep(1); count--; } exit(55);//子进程执行完代码后退出 } //父进程代码 int status = 0; waitpid(id,&status,0); printf("等待子进程成功!\n"); printf("进程退出码: %d,进程退出信号: %d\n",(status >> 8) & 0xFF,status & 0x7F); return 0; }
退出码为我们设置的55!
5. 对于status中退出信号的验证
我们还是使用上面的代码,但是
将count改成15,也就是子进程
运行上15秒再退出,然后在子进程
运行期间,我们直接在命令行中使用
kill指令杀死子进程,然后再查看父进程
的waitpid中status的信息!
int main() { pid_t id = fork(); if(id<0) { perror("fork"); exit(1); } if(id==0)//子进程代码 { int count = 15; while(count) { printf("[%d]我是子进程,我的pid是: %d\n",count,getpid()); sleep(1); count--; } exit(55);//子进程执行完代码后退出 } //父进程代码 int status = 0; waitpid(id,&status,0); printf("等待子进程成功!\n"); printf("进程退出码: %d,进程退出信号: %d\n",(status >> 8) & 0xFF,status & 0x7F); return 0;
请看下面视频验证:
进程等待status的信息
可以发现,我使用-9号信号kill掉进程时,进程的退出信号就是9,然而当进程由于信号异常终止时,此时进程退出码是无意义的!
6. waitpid的第三个参数option
前面说到,option默认为0代表父进程
阻塞等待子进程死亡,阻塞等待的意思
就是父进程什么都不干,就在waitpid函数
处停下等待子进程!那么假如父进程想要
干一些自己的事情应该怎样做?
使用宏定义:
WNOHANG
waitpid(pid,&status,WNOHANG);
WNOHANG就是wait no hang
hang也就是悬挂,也就是非阻塞
等待子进程死亡,若父进程执行到
waitpid时,子进程还没退出,则函数
返回0后接着运行下面的代码,若
执行到waitpid后子进程已经退出
则返回退出子进程的pid
由于父进程执行非阻塞waitpid时只要子进程不返回父进程就执行下一步代码所以使用非阻塞等待时往往会循环访问
话不多说,上代码验证:
int main() { pid_t id = fork(); if(id<0) { perror("fork"); exit(1); } if(id==0)//子进程代码 { int count = 5; while(count) { printf("[%d]我是子进程,我的pid是: %d\n",count,getpid()); sleep(1); count--; } exit(55);//子进程执行完代码后退出 } //父进程代码 while(1)//循环访问子进程退出情况 { int wait = waitpid(id,NULL,WNOHANG); if(wait>0)//子进程退出成功 { printf("子进程退出成功,子进程pid: %d\n",wait); break; } else if(wait==0)//子进程还没退出,父进程干自己的事情 { //此处简单模拟父进程干的事情 printf("我是父进程,我现在要干一些别的事情\n"); } else //等待子进程退出失败 { perror("waitpid"); exit(1); } sleep(1); } return 0; }
注:这里父进程可以执行任一任务,我
使用printf打印只是为了明显的看到
父进程是没有阻塞等待的!
7. 总结以及拓展
了解了进程等待话题后,以后创建
子进程去完成任务时就不怕形成
僵尸进程的问题了,进程的真相离我们
越来越近,请同学们耐心学习!
对于status的拓展
WEXITSTATUS(status): 提取子进程退出码
有了这个宏后,以后直接从status获取
进程退出码时,就不用左右移了!
🔎 下期预告:Linux进程程序替换 🔍
