linux中fork()、getpid()/getppid()、wait()、waitpid()函数的使用

fork()函数的用法:

fork函数被声明在unistd.h头文件中,即使用以下声明即可使用:

#include <unistd.h>

一个父进程调用fork()函数后,系统会创建一个子进程调用fork创建的子进程,将共享父进程的代码空间,复制父进程数据空间,此时子进程会获得父进程的所有变量的一份拷贝。子进程创建后和父进程继续执行fork调用之后的指令子进程是父进程的副本。子进程获得父进程数据空间、堆和栈的副本。但之后在子进程中对与父进程中同样变量命名的数据空间、堆和栈的修改与父进程毫无关系。

需要注意的一点就是调用fork函数之后,父子进程的代码从fork()函数的返回后的下一句代码开始分别在两个地址空间中同时运行,直到子进程和父进程分别执行完毕。

fork调用的一个奇妙之处就是它仅仅被调用一次,却能够返回两次,它可能有三种不同的返回值:

在父进程中,fork返回新创建子进程的进程ID;

在子进程中,fork返回0;

如果出现创建失败,在父进程中fork返回-1。

getpid()/getppid()函数的用法:

需要的头文件:旧版本:#include <unistd.h>,在VC++6.0下可以用process.h。

getpid()用来取得目前进程的进程识别码,用在父进程或子进程中均可;getppid()函数用在子进程中可取得子进程对应的父进程的进程识别码,需要注意的是一个子进程一定只有一个对应的父进程。getpid()和getppid()进程和父进程函数,在调用中都不能返回错误,返回值被转为long 整型输出。

wait()函数的用法:

wait函数所需的头文件:

#include <sys/types.h>

#include <sys/wait.h>

父进程一旦调用了wait,就立即阻塞自己,由wait自动分析是否当前进程的某个子进程已经退出,如果让它找到了这样一个已经变成僵尸的子进程,wait就会收集这个子进程的信息,并把它彻底销毁后返回;如果没有找到这样一个子进程,wait就会一直阻塞在这里,直到有一个出现为止。

参数status用来保存被收集进程退出时的一些状态,它是一个指向int类型的指针。但如果我们对这个子进程是如何死掉的毫不在意,只想把这个僵尸进程消灭掉,我们就可以设定这个参数为NULL或0,即最常用的用法:wait(0)。

如果成功,wait会返回被收集的子进程的进程ID,如果调用进程没有子进程,调用就会失败,此时wait返回-1,同时errno被置为ECHILD。

waitpid()函数的用法:

waitpid函数所需的头文件:

#include <sys/types.h>

#include <sys/wait.h>

#include <unistd.h>

#include <stdlib.h>

函数原型:pid_t waitpid(pid_t pid,int *status,int options)

有的时候,我们希望知道某一个自己创建的子进程何时结束,从而方便父进程做一些处理动作。调用waitpid()函数时,当指定等待的子进程已经停止运行或结束了,则waitpid()会立即返回;但是如果子进程还没有停止运行或结束,则调用waitpid()函数的父进程则会被阻塞,暂停运行

waitpid多出了两个可由用户控制的参数pid和options,下面我们就来详细介绍一下这两个参数:

pid:从参数的名字pid和类型pid_t中就可以看出,这里需要的是一个进程ID。但当pid取不同的值时,在这里有不同的意义。

pid>0时,只等待进程ID等于pid的子进程,不管其它已经有多少子进程运行结束退出了,只要指定的子进程还没有结束,waitpid就会一直等下去。

pid=-1时,等待任何一个子进程退出,没有任何限制,此时waitpid和wait的作用一模一样。

pid=0时,等待同一个进程组中的任何子进程,如果子进程已经加入了别的进程组,waitpid不会对它做任何理睬。

pid<-1时,等待一个指定进程组中的任何子进程,这个进程组的ID等于pid的绝对值。

options:options提供了一些额外的选项来控制waitpid,目前在Linux中只支持WNOHANG和WUNTRACED两个选项,这是两个常数,可以用"|"运算符把它们连接起来使用,比如:

ret=waitpid(-1,NULL,WNOHANG | WUNTRACED);

如果我们不想使用它们,也可以把options设为0,如:

ret=waitpid(-1,NULL,0);

如果使用了WNOHANG参数调用waitpid,即使没有子进程退出,它也会立即返回,不会像wait那样永远等下去。

而WUNTRACED参数,由于涉及到一些跟踪调试方面的知识,加之极少用到,这里就不多费笔墨了,有兴趣的读者可以自行查阅相关材料。

waitpid的返回值比wait稍微复杂一些,一共有3种情况:

当正常返回的时候,waitpid返回收集到的子进程的进程ID;

如果设置了选项WNOHANG,而调用中waitpid发现没有已退出的子进程可收集,则返回0;

如果调用中出错,则返回-1,这时errno会被设置成相应的值以指示错误所在;

当pid所指示的子进程不存在,或此进程存在,但不是调用进程的子进程,waitpid就会出错返回,这时errno被设置为ECHILD;

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