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wait和waitpid詳解

wait的函式原型是:  

#include
#include

pid_t wait(int *status)  

程序一旦呼叫了wait,就立即阻塞自己,由wait自動分析是否當前程序的某個子程序已經退出,如果讓它找到了這樣一個已經變成殭屍的子程序,wait就會收集這個子程序的資訊,並把它徹底銷燬後返回;如果沒有找到這樣一個子程序,wait就會一直阻塞在這裡,直到有一個出現為止。 

引數:
引數status用來儲存被收集程序退出時的一些狀態,它是一個指向int型別的指標。但如果我們對這個子程序是如何死掉的毫不在意,只想把這個殭屍程序消滅掉,(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引數為NULL,就象下面這樣:
pid = wait(NULL);

返回值:
如果成功,wait會返回被收集的子程序的程序ID
如果呼叫程序沒有子程序,呼叫就會失敗,此時wait返回-1,同時errno被置為ECHILD。 

waitpid的函式原型是:     

#include
#include

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

從本質上講,系統呼叫waitpid和wait的作用是完全相同的,但waitpid多出了兩個可由使用者控制的引數pid和options,從而為我們程式設計提供了另一種更靈活的方式。

引數:(status同上)     

pid:從引數的名字pid和型別pid_t中就可以看出,這裡需要的是一個程序ID。但當pid取不同的值時,在這裡有不同的意義。     
pid>0時,只等待程序ID等於pid的子程序,不管其它已經有多少子程序執行結束退出了,只要指定的子程序還沒有結束,waitpid就會一直等下去。

pid=-1時,等待任何一個子程序退出,沒有任何限制,此時waitpid和wait的作用一模一樣。   

pid=0時,等待同一個程序組中的任何子程序,如果子程序已經加入了別的程序組,waitpid不會對它做任何理睬。

pid<-1時,等待一個指定程序組中的任何子程序,這個程序組的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中只支援WNOHANG和WUNTRACED兩個選項,這是兩個常數,可以用”|”運算子把它們連線起來使用

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引數呼叫waitpid,即使沒有子程序退出,它也會立即返回,不會像wait那樣永遠等下去。
而WUNTRACED引數,由於涉及到一些跟蹤除錯方面的知識,加之極少用到,這裡就不多費筆墨了,有興趣的讀者可以自行查閱相關材料.
看到這裡,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<核心原始碼目錄>/include/unistd.h檔案349-352行就會發現以下程式段:     

static inline pid_t wait(int * wait_stat)   
{  
  return waitpid(-1,wait_stat,0);   //返回值和錯誤 
}  

返回值:   
     
waitpid的返回值比wait稍微複雜一些,一共有3種情況:  

● 當正常返回的時候,waitpid返回收集到的子程序的程序ID;

● 如果設定了選項WNOHANG,而呼叫中waitpid發現沒有已退出的子程序可收集,則返回0;      

● 如果呼叫中出錯,則返回-1,這時errno會被設定成相應的值以指示錯誤所在;當pid所指示的子程序不存在,或此程序存
在,但不是呼叫程序的子程序,waitpid就會出錯返回,這時errno被設定為ECHILD

其它: 呼叫 wait&waitpid 來處理終止的子程序:

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

兩個函式都返回兩個值:函式的返回值和終止的子程序ID,而子程序終止的狀態則是通過status指標返回的。
wait&waitpid 的區別是顯而易見的,wait等待第一個終止的子程序,而waitpid則可以指定等待特定的子程序。
這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個客戶連上伺服器,也就是說有五個子程序分別對應了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發向伺服器,同樣的,五個SIGCHLD訊號到達伺服器,然而,UNIX的訊號往往是不會排隊的,顯然這樣一來,訊號處理函式將只會執行一次,殘留剩餘四個子程序作為殭屍程序駐留在核心空間。此時,正確的解決辦法是利用waitpid(-1, &stat, WNOHANG)防止留下殭屍程序。
其中的pid為-1表明等待任一個子程序,而WNOHANG選擇項通知核心在沒有已終止程序項時不要阻塞。

wait&waitpid 區別 :

waitpid提供了wait函式不能實現的3個功能:
1.waitpid等待特定的子程序, 而wait則返回任一終止狀態的子程序;
2.waitpid提供了一個wait的非阻塞版本;
3.waitpid支援作業控制(以WUNTRACED選項). 用於檢查wait和waitpid兩個函式返回終止狀態的巨集: 這兩個函式返回的子程序狀態都儲存在status指標中, 用以下3個巨集可以檢查該狀態:
WIFEXITED(status): 若為正常終止, 則為真. 此時可執行 WEXITSTATUS(status): 取子程序傳送給exit或_exit引數的低8位.
WIFSIGNALED(status): 若為異常終止, 則為真.此時可執行 WTERMSIG(status): 取使子程序終止的訊號編號.

WIFSTOPPED(status): 若為當前暫停子程序, 則為真. 此時可執行 WSTOPSIG(status): 取使子程序暫停的訊號編號

注:(網上看到的感覺方法很好,推薦)
如果用在父程序用wait()和waitpid()會使父程序掛起,解決的辦法:

(1).可以用signal函式為SIGCHLD安裝handler。在子程序結束後,父程序會收到該訊號,可以在handler中呼叫wait回收。
(2).如果父程序不關心子程序什麼時候結束,那麼可以用signal(SIGCLD, SIG_IGN)或signal(SIGCHLD, SIG_IGN)通知核心,自己對子程序的結束不感興趣,那麼子程序結束後,核心會回收,並不再給父程序傳送訊號。
(3).fork兩次,父程序fork一個子程序,然後繼續工作,子程序fork一個孫程序後退出,那麼孫程序被init接管,孫程序結束後,init會回收。不過子程序的回收還要自己做。

注意:
在SIGCHLD訊號處理函式中要使用waitpid:

void sig_chld(int signo)
{
    pid_t pid;
    int stat;
    whild((pid = waitpid(-1, &stat, WNOHANG)) > 0)
        printf("child %d terminated\n", pid);
    return;
}