进程等待及子进程异步等待方式

           首先我们来看两个函数，wait和waitpid函数。

      一个进程在终止时会关闭所有的文件描述符，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。

      当一个进程正常或异常终止时，内核就向其父进程发送一个SIGCHLD信号。因为子进程终止是一个异步事件，所以发生这种信号也是内核向父进程发的异步通知。父进程可以选择忽略该信号。或者提供一个该信号发生时即被调用的函数。对于这种信号的系统默认动作是忽略它。那么调用wait或waitpid的进程可能会发生以下几种情况：

1.如果所有的子进程都还在运行，则阻塞。

2.如果一个子进程已终止，正等待父进程获取其终止状态，则取得该子进程的终止状态立即返回。

3.没有任何的子进程，则立即出错返回。

下面我们来编写程序，看看进程是如何等待的，这里wait和waitpid的参数不再做介绍：

进程的阻塞等待方式：

#include<stdio.h>
#include<unistd.h>
#include<stdlib.h>
#include<sys/wait.h>

int main()
{
pid_t pid=fork();
if(pid<0){
printf("fork error\n");
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=waitpid(-1,&status,0);
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 0;
}

运行结果：



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=fork();
if(pid<0){
printf("fork is error\n");
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);
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;
}

运行结果：



      看完了进程等待，父进程可以阻塞等待子进程结束，也可以非阻塞地查询是否有子进程结束等待清理，也就是轮询的方式，采用第一种方式，父进程阻塞了就不能处理自己的工作了；采用第二种方式，父进程在处理自己工作的同时还要记得是不是地轮询一下，程序实现复杂。

      其实，子进程在终止时会给父进程发SIGCHLD信号，该信号的默认处理动作是忽略，父进程可以自定义SIGCHLD信号的处理函数，这样父进程只需专心处理自己的工作，不必关心子进程了，子进程终止时会通知父进程，父进程在信号处理函数中调用wait清理子进程即可。那么如何来证明子进程终止时会给父进程发SIGCHLD信号。我们看下面的代码：

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#
9fbd
include<sys/wait.h>
#include<signal.h>

void catchSig(int sig)
{
printf("get a sig,sig is %d,pid is %d\n",sig,getpid());
}

int main()
{
signal(SIGCHLD,catchSig);
pid_t id=fork();
pid_t ret;
if(id==0){//child
printf("I am child,quit!,pid:%d\n",getpid());
sleep(1);
exit(1);
}else{//father
printf("I am father,pid:%d\n",getpid());
ret=waitpid(id,NULL,0);//wait child
printf("waiting success!ret is %d\n",ret);
}
return 0;
}

运行结果：



      子进程退出后，向父进程发送17号信号SIGCHLD，父进程对信号进行捕获，打印信号编号以及父进程的pid，等待成功后，返回子进程的pid。

 下面，我们来看父进程等待子进程的异步版本，父进程fork出子进程，子进程调用exit(2)终止，父进程自定义SIGCHLD信号处理函数，在其中调用wait获得子进程的退出状态并打印。

#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/wait.h>
#include<signal.h>

void catchSig(int sig)
{
do{
pid_t ret=waitpid(-1,NULL,0);
if(ret>0){
printf("wait success:%d\n",ret);
}else{
printf("wait failed\n");
break;
}
}while(1);
}
int main()
{
signal(SIGCHLD,catchSig);
pid_t id=fork();
if(id==0){//child
printf("I am child,quit!,pid:%d\n",getpid());
sleep(4);
exit(1);
}else{//father
while(1){
printf("do father thing!\n");
sleep(2);
}
}
return 0;
}

 运行结果：