本节学习SIGCHLD、wait、waitpid、僵尸进程、system

SIGCHLD

当子进程退出的时候，内核会向父进程发送SIGCHLD信号，子进程的退出是个异步事件（子进程可以在父进程运行的任何时刻终止）
子进程退出时，内核将子进程置为僵尸状态，这个进程称为僵尸进程，它只保留最小的一些内核数据结构，以便父进程查询子进程的退出状态。
父进程查询子进程的退出状态可以用wait/waitpid函数

#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
pid_t wait(int *status);
pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);



//函数参数
//status:该参数可以获得你等待子进程的信息
//返回值：
//成功等待子进程函数返回等待子进程的ID  on success, returns the process ID of 
//the terminated child;  on  error,  -1  is returned.

wait

当我们用fork启动一个进程时，子进程就有了自己的生命，并将独立地运行。有时,我们需要知道某个子进程是否已经结束了，这样我们可以通过wait安排父进程在子进程结束之后。

wait系统调用会使父进程暂停执行，直到它的一个子进程结束为止。
返回的是子进程的PID，它通常是结束的子进程
状态信息允许父进程判定子进程的退出状态，即从子进程的main函数返回的值或子进程中exit语句的退出码。
如果status不是一个空指针，状态信息将被写入它指向的位置

//示例
int main()
{
    pid_t pid = fork();
    if (pid == -1)
        err_exit("fork");
    else if (pid == 0)
    {
        cout << "In Child, pid = " << getpid() << endl;
        sleep(5);
        exit(10);
    }
 
    int status;
    int returnPid = wait(&status);
    cout << "In Parent, returnPid = " << returnPid
         << ", status = " << status << endl;
}

#include <stdio.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main(void)
{
    pid_t pid;
    pid = fork();
    if(pid < 0){
        perror("fork error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    if(pid == 0){
        printf("this is child process\n");
        exit(100);
    }
    
    int status;
    pid_t ret;
    ret = wait(&status);
    if(ret <0){
        perror("wait error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
        printf("ret = %d pid = %d\n", ret, pid);
    if (WIFEXITED(status))
        printf("child exited normal exit status=%d\n", WEXITSTATUS(status));

    else if (WIFSIGNALED(status))
        printf("child exited abnormal signal number=%d\n", WTERMSIG(status));
    else if (WIFSTOPPED(status))
        printf("child stoped signal number=%d\n", WSTOPSIG(status));
    return 0;
}

当子进程正常退出时wait返回子进程pid，且WIFEXITED(status)验证为真，可以WEXITSTATUS(status）获得返回状态码

Waitpid

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

等待某个特定进程的结束

参数说明：

pid == -1 等待任一子进程。于是在这一功能方面waitpid与wait等效。

pid > 0 等待其进程I D与p i d相等的子进程。

pid == 0 等待其组I D等于调用进程的组I D的任一子进程。换句话说是与调用者进程同在一个组的进程。

pid < -1 等待其组I D等于p i d的绝对值的任一子进程。

status:如果不是空，会把状态信息写到它指向的位置(同wait)

options：允许改变waitpid的行为，最有用的一个选项是WNOHANG,它的作用是防止waitpid把调用者的执行挂起

返回值：如果成功返回等待子进程的ID，失败返回-1

wait与waitpid区别：

在一个子进程终止前， wait 使其调用者阻塞，而waitpid 有一选择项，可使调用者不阻塞。
waitpid并不等待第一个终止的子进程—它有若干个选择项，可以控制它所等待的特定进程。
实际上wait函数是waitpid函数的一个特例。waitpid(-1, &status, 0);

#include <stdio.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int main(void)
{
    pid_t pid;
    pid = fork();
    if(pid < 0){
        perror("fork error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    if(pid == 0){
        printf("this is child process\n");
        sleep(5);
        exit(100);

    }
    
    int status;
    pid_t ret;
    ret = waitpid(pid,&status,WNOHANG);
    if(ret <0){
        perror("wait error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
        printf("ret = %d pid = %d\n", ret, pid);
    if (WIFEXITED(status))
        printf("child exited normal exit status=%d\n", WEXITSTATUS(status));

    else if (WIFSIGNALED(status))
        printf("child exited abnormal signal number=%d\n", WTERMSIG(status));
    else if (WIFSTOPPED(status))
        printf("child stoped signal number=%d\n", WSTOPSIG(status));
    return 0;
}

可知，option设为WNOHANG，父进程不会等到子进程的退出，即不会阻塞，如果没有子进程退出则立即返回-1,

僵尸进程（不等待）

当一个子进程结束运行时，它与其父进程之间的关联还会保持到父进程也正常地结束运行或者父进程调用了wait才告终止。进程表中代表子进程的数据项是不会立刻释放的，虽然不再活跃了，可子进程还停留在系统里，因为它的退出码还需要保存起来以备父进程中后续的wait调用使用。在Unix中一个已经终止、但是其父进程尚未对其进行善后处理（获取终止子进程的有关信息，释放它仍占有的资源）的进程被称为“僵尸进程”。

如何避免僵尸进程

方法1:调用wait或者waitpid函数查询子进程退出状态。

方法2:如果不想让父进程挂起，可以在父进程中加入一条语句：signal(SIGCHLD,SIG_IGN);

表示父进程忽略SIGCHLD信号，该信号是子进程退出的时候向父进程发送的(表明父进程忽略SIGCHLD信号,一切让Linux内核管理)。

System系统调用

system()函数调用“/bin/sh -c command”执行特定的命令，阻塞当前进程直到command命令执行完毕,system函数执行时，会调用fork、execve、waitpid等函数。

int system(const char *command);

返回值：

如果无法启动shell运行命令，system将返回127；出现不能执行system调用的其他错误时返回-1。如果system能够顺利执行，返回那个命令的退出码。

//示例
int main()
{
    system("ls -la");
 
    return 0;
}

int mySystem(const char *command)
{
    if (command == NULL)
    {
        errno = EAGAIN;
        return -1;
    }
    pid_t pid = fork();
    if (pid == -1)
    {
        perror("fork");
        exit(-1);
    }
    else if (pid == 0)
    {
        execl("/bin/sh","sh","-c",command,NULL);
        exit(127);
    }
 
    int status;
    waitpid(pid,&status,0);
    //wait(&status);
 
    return WEXITSTATUS(status);
}
 
int main()
{
    mySystem("ls -la");
 
    return 0;
}

linux进程（4）：wait,waitpid

SIGCHLD

wait

Waitpid

System系统调用

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