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Linux内核学习笔记(4)-- wait、waitpid、wait3 和 wait4

时间:2018-09-02 22:23:58      阅读:3446      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:选项   lin   输出结果   指示   RoCE   查询   不同   -s   状态信息   

  进程调用 exit() 退出执行后,被设置为僵死状态,这时父进程可以通过 wait4() 系统调用查询子进程是否终结,之后再进行最后的操作,彻底删除进程所占用的内存资源。 wait4() 系统调用由 linux 内核实现,linux 系统通常提供了 wait()、waitpid()、wait3()、wait4() 这四个函数,四个函数的参数不同,语义也有细微的差别,但是都返回关于终止进程的状态信息。

1、wait() 函数:

  wait() 函数的原型是:

#include <sys/types.h>        // 提供类型 pid_t 的定义
#include <sys/wait.h>

pid_t wait(int *status);

  当进程调用 wait() 时,会暂停目前进程的执行(即阻塞),由 wait() 来自动分析是否当前进程的某个子进程已经退出,如果找到了这样一个已经变成僵尸进程的子进程,wait 就会收集这个子进程的信息,并将其彻底销毁后返回;如果没有找到这样一个子进程,wait 就会一直阻塞在这里,直到出现僵尸进程。

  参数 status 保存着子进程退出时的一些状态(包括 task_struct、thread_info及内核栈等)它是一个指向 int 类型的指针;如果不在意子进程的结束状态值,只想把这个僵尸进程消灭掉(实际上,大多数时候都是这样做的),则可以将这个参数设为 NULL,即:

pid = wait(NULL);        // 不管子进程的结束状态,直接杀死进程

  如果 wait() 调用成功,则会返回被收集子进程的进程ID;如果被调用进程没有子进程,则调用失败,返回 -1

  接下来用一段代码来演示一下 wait() 的用法:

  1 #include <unistd.h>
  2 #include <stdio.h>
  3 #include <stdlib.h>                                                                    
  4 #include <sys/types.h>
  5 #include <sys/wait.h>
  6 
  7 void main(){
  8     pid_t fpid,rpid;
  9     fpid = fork();
 10     if(fpid < 0){        
 11         perror("error on forking!\n");
 12     }
 13     else if(fpid == 0){
 14         printf("this is a child process! the pid is %d\n",getpid());
 15         sleep(3);
 16     }
 17     else{
 18         rpid = wait(NULL);          // 如果 wait()调用成功,则返回子进程的PID;如果调用失败,则返回 -1
 19         printf("Catch the child process with pid of %d\n",rpid);
 20     }
 21     exit(0);
 22 }    

输出结果如下:

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   关于 status 参数,比较复杂,暂时不做讨论,可以参考这里:https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/kernel/syscall/part3/index.html

 

2、waitpid() 函数:

  函数原型:

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

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

   waitpid() 函数的功能与 wait() 的功能类似,不过,它比 wait() 函数多了两个参数:

1)参数 pid 为欲等待的子进程的识别码:

  pid < -1 ;等待进程组 ID 为 pid 绝对值的进程组中的任何子进程;

  pid = -1 ;等待任何子进程,此时 waitpid() 相当于 wait()。实际上,wait()就是 pid = -1、options = 0 的waitpid(), 且有:

static inline pid_t wait(*status){
    return waitpid(-1,*status,0);  
}

  pid = 0 ;等待进程组 ID 与当前进程相同的任何子进程(也就是等待同一个进程组中的任何子进程);

  pid > 0 ;等待任何子进程 ID 为 pid 的子进程,只要指定的子进程还没有结束,waitpid() 就会一直等下去。

2)参数 options 提供一些额外的选项来控制 waitpid():

  WNOHANG;如果没有任何已经结束了的子进程,则马上返回,不等待;

  WUNTRACED;如果子进程进入暂停执行的情况,则马上返回,但结束状态不予理会;

  也可以将这两个选项组合起来使用,使用 OR 操作。如果不想使用这两个选项,也可以直接把 options 设为0 ,如下:

waitpid(-1,NULL,WNOHANG | WUNTRACED);     // 没有任何已结束了的子进程或子进程进入暂停执行的状态,则马上返回不等待
waitpid(-1,NULL,0);                // options 设为0,则 waitpid() 会一直等待,直到有进程退出

3)waitpid() 的返回值,有三种:

a)正常返回时,waitpid() 返回收集到的子进程的PID;

b)如果设置了 WNOHANG,而调用 waitpid() 时,没有发现已退出的子进程可收集,则返回0;

c)如果调用出错,则返回 -1,这时erron 会被设置为相应的值以指示错误所在。(当 pid 所指示的子进程不错在,或此进程存在,但不是调用进程的子进程, waitpid() 就会返回出错,这时 erron 被设置为 ECHILD)

 

  1 #include <sys/types.h> 
2 #include <sys/wait.h> 3 #include <unistd.h> 4 #include <stdio.h> 5 #include <stdlib.h> 6 7 void main(){ 8 pid_t fpid,rpid; // fpid为fork()的返回值,rpid为waitpid()的返回值 9 fpid = fork(); 10 if(fpid < 0){ 11 printf("error on forking"); 12 } 13 else if(fpid == 0){ // 子进程中 fork() 返回值为0 14 printf("this is a child process,pid is %d\n",getpid()); 15 sleep(10); // 睡眠10s,10s 后子进程退出 16 exit(0); 17 } 18 do{          // 父进程中,fork()返回新创建子进程的 PID 19 rpid = waitpid(fpid,NULL,WNOHANG); // 等待 PID = fpid 的进程(即子进程)退出,设置了WNOHANG选项,表明当没有发现已退出的子进程时不用等待直接返回,返回值为0; 20 if(rpid == 0){ // rpid = 0,说明没有发现已退出的子进程 21 printf("No child exited\n"); 22 sleep(1); 23 } 24 }while(rpid == 0); 25 if(fpid == rpid) // 成功收集了退出的子进程,返回值为被收集子进程的PID 26 printf("successfully get child process %d\n",rpid); 27 else 28 printf("error!\n"); 29 }

结果如下:

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  从结果中可以看到,在子进程休眠的10s时间里,waitpid() 并没有一直等待,而是直接返回0,然后做自己的事情(睡眠1s),如此重复了10次;当子进程退出时,waitpid() 收集到退出的子进程,并返回所收集子进程的PID。

 

 3、wait3()、wait4() 函数:

  函数原型:

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

pid_t wait3(int *status,int options,struct rusage *rusage);
pid_t wait4(pid_t pid,int *status,int options,struct rusage *rusage);

   wait3() 和 wait4() 函数除了可以获得子进程状态信息外,还可以获得子进程的资源使用信息,这些信息是通过参数 rusage 得到的。而 wait3() 与 wait4() 之间的区别是,wait3() 等待所有进程,而 wait4() 可以根据 pid 的值选择要等待的子进程,参数 pid 的意义与 waitpid() 函数的一样。

 

 本文主要参考:

https://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/kernel/syscall/part3/index.html

 

 

 

 

Linux内核学习笔记(4)-- wait、waitpid、wait3 和 wait4

标签:选项   lin   输出结果   指示   RoCE   查询   不同   -s   状态信息   

原文:https://www.cnblogs.com/tongye/p/9558320.html

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