wait() 系统调用

先备知识：fork系统调用

对wait()的调用会阻塞调用进程，直到它的一个子进程退出或接收到信号。子进程终止后，父进程继续执行wait()系统调用后面的指令。

子进程可能会由于以下任何原因而终止：

• 它调用exit()；
• 它从main返回(一个int)。
• 它接收一个信号(来自OS或另一个进程)，该信号的默认操作是终止信号。

图示

在C语言中的用法

#include
#include

// 接受一个参数status并返回终止的子进程的ID
pid_t wait(int *stat_loc);  

如果进程有多个子进程，则在调用wait()后，如果没有子进程终止，则父进程必须处于等待状态。

如果只有一个子进程终止，则返回wait()返回终止的子进程的进程ID。

如果终止了多个子进程，则wait()将获取任意的子进程并返回该子进程的进程ID。

当wait()返回时，可以通过传入的int *status指针我们可以知道进程为什么终止，如果传入NULL，则代表我们不想获取该信息。

如果任何进程没有子进程，则wait()立即返回“-1”。

例子1

注：“由于环境问题，此代码不能在简单的IDE中运行，需要使用终端来运行代码”

// 演示wait()工作的C程序
#include<stdio.h> 
#include<stdlib.h> 
#include<sys/wait.h> 
#include<unistd.h> 

int main() 
{ 
    pid_t cpid; 
    if (fork()== 0) 
        exit(0);         /* 子进程终止 */
    else
        cpid = wait(NULL); /* 父进程等待子进程终止 */
    
    printf("Parent pid = %d\n", getpid()); 
    printf("Child pid = %d\n", cpid); 

    return 0; 
} 

输出

Parent pid = 12345678 
Child pid = 89546848 

// 演示wait()工作的C程序
#include<stdio.h> 
#include<sys/wait.h> 
#include<unistd.h> 

int main() 
{ 
    if (fork()== 0) 
        printf("HC: hello from child\n"); 
    else { 
        printf("HP: hello from parent\n"); 
        wait(NULL); 
        printf("CT: child has terminated\n"); 
    }

    printf("Bye\n"); 
    return 0; 
} 

输出

HC: hello from child
Bye
HP: hello from parent
CT: child has terminated
     (或)
HP: hello from parent
HC: hello from child
CT: child has terminated    // 这段没有在 HC 之前打印，这是wait函数的原因
Bye

子进程的状态信息(status)：
wait()报告的关于孩子的状态信息不仅仅是孩子的退出状态，它还包括:

• 正常/异常终止
• 终止原因
• 退出状态

要查找有关状态的信息，我们可以使用WIF…相关的宏

编号	调用	说明
1	WIFEXITED(status)	子进程正常退出
.	WEXITSTATUS(status)	当子进程退出时返回代码
2	WIFSIGNALED(status)	由于未捕获信号，子进程退出
.	WTERMSIG(status)	给出终止信号的编号
3	WIFSTOPPED(status)	子进程项停止
.	WSTOPSIG(status)	给出停止信号的编号

/* 如果要打印有关信号的信息 */
void psignal(unsigned sig，const char*s)

例子2

检查以下程序的输出

// C程序演示如何使用wait()返回的status状态信息 
#include<stdio.h> 
#include<stdlib.h> 
#include<sys/wait.h> 
#include<unistd.h> 

void waitexample() 
{ 
    int stat; 

    if (fork() == 0) 
        // 子进程自己退出，退出返回值为1
        // 此状态信息 1 由WEXITSTATUS报告
        exit(1); 
    else
        wait(&stat); 

    // 如果是自愿退出
    if (WIFEXITED(stat)) 
        printf("Exit status: %d\n", WEXITSTATUS(stat));
    // 如果是收到终止信号退出的
    else if (WIFSIGNALED(stat)) 
        psignal(WTERMSIG(stat), "Exit signal"); 
} 


// 主程序
int main() 
{ 
    waitexample(); 
    return 0; 
} 

输出

Exit status: 1

例子3

我们知道如果多个子进程被终止，则wait()将获取任意的子进程，但如果我们想等待特定子进程终止，则使用waitpid()函数。

// waitpid在C语言中的用法
pid_t waitpid (pit_t child_pid, int *status, int options);

options 如果是0表示没有选项，则父节点必须等待终止子节点。

options 如果是WNOHANG表示父进程不等待，如果子进程没有终止，则也往下执行。

如果child_pid为-1，则表示任意子进程，此处waitpid()的工作与wait()的工作相同。

waitpid()的返回值

• 如果options为0且子进程退出，则返回子进程的PID
• 如果options为WNOHANG选项且子进程未退出，也返回子进程的PID

// C程序演示如何使用waitpid()函数
#include<stdio.h> 
#include<stdlib.h> 
#include<sys/wait.h> 
#include<unistd.h> 

void waitexample() 
{ 
    int i, stat; 
    pid_t pid[5]; 
    // 由主进程创建了5个子进程
    for (i=0; i<5; i++)  { 
        if ((pid[i] = fork()) == 0) { 
            sleep(1); 
            exit(100 + i); 
        } 
    }

    // 使用waitpid()并打印子进程的退出状态
    for (i=0; i<5; i++)  { 
        // options为0，阻塞等待
        pid_t cpid = waitpid(pid[i], &stat, 0); 
        // 如果是子进程是调用exit()退出的
        if (WIFEXITED(stat)) 
            printf("Child %d terminated with status: %d\n", 
                cpid, WEXITSTATUS(stat)); 
    } 
} 

int main() 
{ 
    waitexample(); 
    return 0; 
} 

输出

Child 50 terminated with status: 100
Child 51 terminated with status: 101
Child 52 terminated with status: 102
Child 53 terminated with status: 103
Child 54 terminated with status: 104

这个程序依次创建了5个子进程，5个进程都是由主进程创建，因为if ((pid[i] = fork()) == 0)使得子进程刚出生就接着sleep()+exit()，子进程没有创建自己的子进程的机会。最后主进程根据pid数组，获取每个子进程返回的状态。