子進程父進程的退出&&簡單的同步&&wait/waitpid


http://blog.csdn.net/lxmuyu/article/details/7234040

父子進程之間的關系
􀂋父進程先於子進程終止
􀂾 孤兒進程(Orphan process):父進程退出,而它子進程還在
運行,那么那些子進程將成為孤兒進程。
􀂾孤兒進程將被init進程(進程號為1)所收養,並由init進程對它
們完成狀態收集工作。
􀂋子進程先於父進程終止
􀂾有SIGCHLD signal發送給父進程
􀂾如在父進程中用wait/waitpid處理
􀂾一個子進程在其父進程還沒有調用wait()或waitpid()的情況下
退出。這個子進程就是僵屍進程。
􀂋僵屍進程將會導致資源浪費,而孤兒則不會。

 

wait/waitpid作用就是在子進程先於父進程退出時 對子進程(僵屍進程)進行資源回收的

 

 

 

wait的函數原型是:  

#include<sys/types.h>

#include <sys/wait.h>

pid_t wait(int *status)     

      進程一旦調用了wait,就立即阻塞自己,由wait自動分析是否當前進程的某個子進程已經退出,如果讓它找到了這樣一個已經變成僵屍的子進程, wait就會收集這個子進程的信息,並把它徹底銷毀后返回;如果沒有找到這樣一個子進程,wait就會一直阻塞在這里,直到有一個出現為止。    

      參數status用來保存被收集進程退出時的一些狀態,它是一個指向int類型的指針。但如果我們對這個子進程是如何死掉的毫不在意,只想把這個僵屍進程消滅掉,(事實上絕大多數情況下,我們都會這樣想),我們就可以設定這個參數為NULL,就象下面這樣:     pid = wait(NULL);如果成功,wait會返回被收集的子進程的進程ID,如果調用進程沒有子進程,調用就會失敗,此時wait返回-1,同時errno被置為ECHILD。 

      waitpid的函數原型是:   

waitpid系統調用在Linux函數庫中的原型是:   

#include <sys/types.h>#include <sys/wait.h>

pid_t waitpid(pid_t pid,int *status,int options)

      從本質上講,系統調用waitpid和wait的作用是完全相同的,但waitpid多出了兩個可由用戶控制的參數pid和options,從而為我們編程提供了另一種更靈活的方式。

下面我們就來詳細介紹一下這兩個參數:     

● pid     從參數的名字pid和類型pid_t中就可以看出,這里需要的是一個進程ID。但當pid取不同的值時,在這里有不同的意義。     pid>0時,只等待進程ID等於pid的子進程,不管其它已經有多少子進程運行結束退出了,只要指定的子進程還沒有結束,waitpid就會一直等下去。     pid=-1時,等待任何一個子進程退出,沒有任何限制,此時waitpid和wait的作用一模一樣。     pid=0時,等待同一個進程組中的任何子進程,如果子進程已經加入了別的進程組,waitpid不會對它做任何理睬。     pid<-1時,等待一個指定進程組中的任何子進程,這個進程組的ID等於pid的絕對

值。   

● options   options提供了一些額外的選項來控制waitpid,目前在Linux中只支持WNOHANG和WUNTRACED兩個選項,這是兩個常數,可以用"|"運算符把它們連接起來使用,比如: ret=waitpid(-1,NULL,WNOHANG | WUNTRACED);   如果我們不想使用它們,也可以把options設為0,如:   ret=waitpid(-1,NULL,0);    如果使用了WNOHANG參數調用waitpid,即使沒有子進程退出,它也會立即返回,不會像wait那樣永遠等下去。     而WUNTRACED參數,由於涉及到一些跟蹤調試方面的知識,加之極少用到,這里就不多費筆墨了,有興趣的讀者可以自行查閱相關材料。    看到這里,聰明的讀者可能已經看出端倪了--wait不就是經過包裝的waitpid嗎?沒錯,察看<內核源碼目錄>/include/unistd.h文件349-352行就會發現以下程序段:     static inline id_t wait(int * wait_stat)   {    return waitpid(-1,wait_stat,0);   }      

返回值和錯誤     waitpid的返回值比wait稍微復雜一些,一共有3種情況:  ● 當正常返回的時候,waitpid返回收集到的子進程的進程ID;● 如果設置了選項WNOHANG,而調用中waitpid發現沒有已退出的子進程可收集,則返回0;      ● 如果調用中出錯,則返回-1,這時errno會被設置成相應的值以指示錯誤所在;當pid所指示的子進程不存在,或此進程存在,但不是調用進程的子進程,waitpid就會出錯返回,這時errno被設置為ECHILD 它: 調用 wait&waitpid 來處理終止的子進程: pid_t wait(int * statloc); pid_t waitpid(pid_t pid,int *statloc, int options); 兩個函數都返回兩個值:函數的返回值和終止的子進程ID,而子進程終止的狀態則是通過statloc指針返回的。 wait&waitpid 的區別是顯而易見的,wait等待第一個終止的子進程,而waitpid則可以指定等待特定的子進程。這樣的區別可能會在下面這種情況時表現得更加明顯:當同時有5個客戶連上服務器,也就是說有五個子進程分別對應了5個客戶,此時,五個客戶幾乎在同時請求終止,這樣一來,幾乎同時,五個FIN發向服務器,同樣的,五個SIGCHLD信號到達服務器,然而,UNIX的信號往往是不會排隊的,顯然這樣一來,信號處理函數只會執行一次,殘留剩余四個子進程作為僵屍進程駐留在內核空間。此時,正確的解決辦法是利用waitpid(-1, &stat, WNOHANG)防止留下僵屍進程。其中的pid為-1表

明等待第一個終止的子進程,而WNOHANG選擇項通知內核在沒有已終止進程項時不要阻塞。

wait&waitpid 區別 :

waitpid提供了wait函數不能實現的3個功能: waitpid等待特定的子進程, 而wait則返回任一終止狀態的子進程; waitpid提供了一個wait的非阻塞版本; waitpid支持作業控制(以WUNTRACED選項). 用於檢查wait和waitpid兩個函數返回終止狀態的宏: 這兩個函數返回的子進程狀態都保存在statloc指針中, 用以下3個宏可以檢查該狀態:WIFEXITED(status): 若為正常終止, 則為真. 此時可執行 WEXITSTATUS(status): 取子進程傳送給exit或_exit參數的低8位. WIFSIGNALED(status): 若為異常終止, 則為真.此時可執行 WTERMSIG(status): 取使子進程終止的信號編號.WIFSTOPPED(status): 若為當前暫停子進程, 則為真. 此時可執行 WSTOPSIG(status): 取使子進程暫停的信號編號

 

/*************************************************************************
     > File Name: process_.c
     > Author: Simba
     > Mail: dameng34@163.com
     > Created Time: Sat 23 Feb 2013 02:34:02 PM CST
  ************************************************************************/
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<unistd.h>
#include<fcntl.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<errno.h>
#include<string.h>
#include<sys/wait.h>
     
#define ERR_EXIT(m)
     do {
         perror (m);
         exit (EXIT_FAILURE);
     } while (0)
     
int main( int argc, char *argv[])
{
     pid_t pid;
     pid = fork();
     if (pid == -1)
         ERR_EXIT( "fork error" );
     
     if (pid == 0)
     {
         sleep(3);
         printf ( "this is childn" );
         //      exit(100);
         abort ();
     }
     
     printf ( "this is parentn" );
     int status;
     int ret;
     ret = wait(&status); // 阻塞等待子進程退出
     //  ret = waitpid(-1, &status, 0);
     //  ret = waitpid(pid, &status, 0);
     /* waitpid可以等待特定的進程,而不僅僅是第一個退出的子進程
      * 且可以設置option為WNOHANG,即不阻塞等待 */
     printf ( "ret=%d, pid=%dn" , ret, pid);
     if (WIFEXITED(status))
         printf ( "child exited normal exit status=%dn" , WEXITSTATUS(status));
     else if (WIFSIGNALED(status))
         printf ( "child exited abnormal signal number=%dn" , WTERMSIG(status));
     else if (WIFSTOPPED(status))
         printf ( "child stopped signal number=%dn" , WSTOPSIG(status));
     
     return 0;
}

輸出為:

simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/APUE/process$ ./wait  this is parent this is child ret=7156, pid=7156 child exited abnormal signal number=6

說明子進程被信號異常終止,因為我們調用了abort(), 即產生SIGABRT信號將子進程終止,可以查到此信號序號為6。如果我們不使用abort 而是exit(100), 則應該輸出 child exited normal exit status=100  ,即正常退出。

 

 

 

要回收多個子進程 while

  1. #include <sys/types.h>
  2. #include <sys/wait.h>
  3. #include <unistd.h>
  4. #include <stdio.h>
  5. int main()
  6. {
  7. pid_t pc, pr;
  8.   pc = fork();
  9.   if(pc<0){
  10.     printf("fork error\n");
  11.   }else if(pc == 0){
  12.         printf("child pid = %d\n", getpid());
  13.   }else{
  14.         pr = fork();
  15.         if(pr == 0)
  16.                 printf("child pid = %d\n", getpid());
  17.         else{
  18.                 printf("parent pid = %d\n", getpid());
  19.                 sleep(20);
  20.                 while((pr = wait(NULL)) != -1)
  21.                         ;
  22.                 printf("this is parent process.\n");
  23.                 sleep(20);
  24.         }
  25.   }
  26.   exit(0);
  27. }

運行后, 程序先輸出 child pid = 14478 parent pid = 14477 child pid = 14479 然后進入sleep(20);  這時候 開另一個terminal, 運行 ps auxw | grep 1447, 得到 1000     14477  0.0  0.0   4124   316 pts/3    S+   05:36   0:00 ./wait

       1000     14478  0.0  0.0      0     0 pts/3    Z+   05:36   0:00 [wait] <defunct>

       1000     14479  0.0  0.0      0     0 pts/3    Z+   05:36   0:00 [wait] <defunct>

       1000     14499  0.0  0.0 109244   868 pts/5    S+   05:36   0:00 grep --color=auto 1447
可以看到,兩個子進程已經編程僵屍進程
然后20秒后,父進程執行了wait() ,輸出 child pid = 14478 parent pid = 14477 child pid = 14479 this is parent process.
這時候,到另一個終端里,再次運行ps 1000     14477  0.0  0.0   4124   316 pts/3    S+   05:36   0:00 ./wait

                               1000     14619  0.0  0.0 109244   872 pts/5    S+   05:37   0:00 grep --color=auto 1447
可以看到兩個僵屍子進程已經被回收。。


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