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A. linux裡面的wait和waitpid是什麼

當有多個子進程的SIGCHLD信號到達父進程的時候，如果父進程用wait等待，那麼父進程在處理第一個達到的SIGCHLD信號的時候，其他的
SIGCHLD信號被堵塞，而且信號不被緩存，這樣就會導致信號丟失，這樣會產生很多的僵屍進程。。解決辦法是父進程用waitpid來等待子進程信
號。。。

wait
1.1 簡介

wait函數所需頭文件：
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
wait函數原型：
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，並把它徹底銷毀後返回；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。
1.2 實戰
下面就讓我們用一個例子來實戰應用一下wait調用，程序中用到了系統調用fork，如果你對此不大熟悉或已經忘記了，請參考fork函數的使用。
/* wait1.c */
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>

int main()
{
pid_t pc,pr;
pc = fork();
if (pc < 0) /* 如果出錯 */
printf("error ocurred!\n");
else if (pc == 0) /* 如果是子進程 */
{
printf("This is child process with pid of %d\n",getpid());
sleep(10); /* 睡眠10秒鍾 */
}
else /* 如果是父進程 */
{
pr = wait(NULL); /* 在這里等待 */
printf("I catched a child process with pid of %d\n"),pr);
exit(0);
}
}

編譯並運行:
# cc wait1.c -o wait1
# ./wait1
#This is child process with pid of 1508I
#catched a child process with pid of 1508

可以明顯注意到，在第2行結果列印出來前有10秒鍾的等待時間，這就是我們設定的讓子進程睡眠的時間，只有子進程從睡眠中蘇醒過來，它才能正常退出，也就
才能被父進程捕捉到。其實這里我們不管設定子進程睡眠的時間有多長，父進程都會一直等待下去，讀者如果有興趣的話，可以試著自己修改一下這個數值，看看會
出現怎樣的結果。
1.3 參數status
如果參數status的值不是NULL，wait就會把子進程退出時的狀態取出並存入其中，這是一個整數值（int），指出了子進程是正常退出
還是被非正常結束的（一個進程也可以被其他進程用信號結束），以及正常結束時的返回值，或被哪一個信號結束的等信息。由於這些信息被存放在一個整數的不同
二進制位中，所以用常規的方法讀取會非常麻煩，人們就設計了一套專門的宏（macro）來完成這項工作，下面我們來學習一下其中最常用的兩個：
1，WIFEXITED(status) 這個宏用來指出子進程是否為正常退出的，如果是，它會返回一個非零值。
（請注意，雖然名字一樣，這里的參數status並不同於wait唯一的參數--指向整數的指針status，而是那個指針所指向的整數，切記不要搞混
了。）
2，WEXITSTATUS(status)
當WIFEXITED返回非零值時，我們可以用這個宏來提取子進程的返回值，如果子進程調用exit(5)退出，WEXITSTATUS(status)

就會返回5；如果子進程調用exit(7)，WEXITSTATUS(status)就會返回7。請注意，如果進程不是正常退出的，也就是
說，WIFEXITED返回0，這個值就毫無意義。
下面通過例子來實戰一下我們剛剛學到的內容：
/* wait2.c */
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
int status;
pid_t pc,pr;
pc = fork(); /*調用fork函數*/
if (pc < 0) /* 如果出錯 */
printf("error ocurred!\n");
else if (pc == 0) /* 子進程 */
{
printf("This is child process with pid of %d.\n",getpid());
exit(3); /* 子進程返回3 */
}
else /* 父進程 */
{
pr = wait(&status);
if (WIFEXITED(status))
{
printf("the child process %d exit normally.\n",pr);
printf("the return code is %d.\n",WEXITSTATUS(status));
}
else /* 如果WIFEXITED返回零 */
printf("the child process %d exit abnormally.\n",pr);
}
}

編譯並運行:
# cc wait2.c -o wait2
# ./wait2
#This is child process with pid of 1538.
#the child process 1538 exit normally.
#the return code is 3.
#the child process 1538 exit abnormally.

父進程准確捕捉到了子進程的返回值3，並把它列印了出來。
當然，處理進程退出狀態的宏並不止這兩個，但它們當中的絕大部分在平時的編程中很少用到，就也不在這里浪費篇幅介紹了，有興趣的讀者可以自己參閱Linux man pages去了解它們的用法。
waitpid
2.1 簡介
waitpid系統調用在Linux函數庫中的所需頭文件：
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
waitpid系統調用在Linux函數庫中的原型是：
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，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，如果沒有任何已終止的進程，它也會立即返回，不會像wait那樣永遠等下去。
而WUNTRACED參數，如果子進程進入暫停執行則馬上返回，但終止狀態不予理睬。
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 pid_t wait(int * wait_stat){return waitpid(-1,wait_stat,0);}

2.2 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；
/* waitpid.c */
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
int main()
{
pid_t pc, pr;
pc = fork();
if (pc < 0) /* 如果fork出錯 */
printf("Error occured on forking.\n");
else if (pc == 0) /* 如果是子進程 */
{
sleep(10); /* 睡眠10秒 */
exit(0);
}
else /* 如果是父進程 */
do
{
pr = waitpid(pc, NULL, WNOHANG); /* 使用了WNOHANG參數，waitpid不會在這里等待 */
if (pr == 0) /* 如果沒有收集到子進程 */
{
printf("No child exited\n");
sleep(1);
}
}
while (pr == 0); /* 沒有收集到子進程，就回去繼續嘗試 */
if (pr == pc)
printf("successfully get child %d\n", pr);
else
printf("some error occured\n");
}
編譯並運行：
#gcc waitpid.c -o waitpid
#./waitpid
#No child exited
#No child exited
#No child exited
#No child exited
#No child exited
#No child exited
#No child exited
#No child exited
#No child exited
#No child exited
#successfully get child 1526
父進程經過10次失敗的嘗試之後，終於收集到了退出的子進程。
因為這只是一個例子程序，不便寫得太復雜，所以我們就讓父進程和子進程分別睡眠了10秒鍾和1秒鍾，代表它們分別作了10秒鍾和1秒鍾的工作。父子進程都有工作要做，父進程利用工作的簡短間歇察看子進程的是否退出，如退出就收集它。

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