进程等待及子进程异步等待方式

           首先我们来看两个函数，wait和waitpid函数。

      一个进程在终止时会关闭所有的文件描述符，释放在用户空间分配的内存，但它的PCB还保留着，内核在其中保存了一些信息；如果是正常终止则保存着退出状态，如果是异常终止则保存着导致该进程终止的信号是哪个。这个进程的父进程可以调用wait或waitpid获取这些信息，然后彻底清除掉这个进程。

      当一个进程正常或异常终止时，内核就向其父进程发送一个SIGCHLD信号。因为子进程终止是一个异步事件，所以发生这种信号也是内核向父进程发的异步通知。父进程可以选择忽略该信号。或者提供一个该信号发生时即被调用的函数。对于这种信号的系统默认动作是忽略它。那么调用wait或waitpid的进程可能会发生以下几种情况：

1.如果所有的子进程都还在运行，则阻塞。

2.如果一个子进程已终止，正等待父进程获取其终止状态，则取得该子进程的终止状态立即返回。

3.没有任何的子进程，则立即出错返回。

下面我们来编写程序，看看进程是如何等待的，这里wait和waitpid的参数不再做介绍：

进程的阻塞等待方式：

#include<stdio.h>#include<unistd.h>#include<stdlib.h>#include<sys/wait.h>int main(){pid_t pid=fork();if(pid<0){printf("fork error\n");return 1;}    else if(pid == 0){//childprintf("child is run,pid is:%d\n",getpid());sleep(5);exit(1);}else{int status=0;pid_t ret=waitpid(-1,&status,0);printf("this is test for wait\n");if(WIFEXITED(status) && ret==pid){printf("wait child 5s success,child return code is:%d\n",WEXITSTATUS(status));}else{printf("wait child failed,return.\n");}}return 0;}

运行结果：

进程的非阻塞等待方式：

#include<stdio.h>#include<unistd.h>#include<stdlib.h>#include<sys/wait.h>int main(){pid_t pid=fork();if(pid<0){printf("fork is error\n");return 1;}else if(pid==0){//childprintf("child is run,pid is:%d\n",getpid());sleep(5);exit(1);}else{int status=0;pid_t ret=0;do{ret=waitpid(-1,&status,WNOHANG);if(ret==0){printf("child is running\n");}sleep(1);}while(ret==0);if(WIFEXITED(status) && ret==pid){printf("wait child 5s success,child return code is:%d\n",WEXITSTATUS(status));}else{printf("wait child failed,return.\n");return 1;}}return 0;}

运行结果：

      看完了进程等待，父进程可以阻塞等待子进程结束，也可以非阻塞地查询是否有子进程结束等待清理，也就是轮询的方式，采用第一种方式，父进程阻塞了就不能处理自己的工作了；采用第二种方式，父进程在处理自己工作的同时还要记得是不是地轮询一下，程序实现复杂。

      其实，子进程在终止时会给父进程发SIGCHLD信号，该信号的默认处理动作是忽略，父进程可以自定义SIGCHLD信号的处理函数，这样父进程只需专心处理自己的工作，不必关心子进程了，子进程终止时会通知父进程，父进程在信号处理函数中调用wait清理子进程即可。那么如何来证明子进程终止时会给父进程发SIGCHLD信号。我们看下面的代码：

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>#include<sys/types.h>#include<sys/wait.h>#include<signal.h>void catchSig(int sig){printf("get a sig,sig is %d,pid is %d\n",sig,getpid());}int main(){signal(SIGCHLD,catchSig);pid_t id=fork();pid_t ret;if(id==0){//childprintf("I am child,quit!,pid:%d\n",getpid());sleep(1);exit(1);}else{//fatherprintf("I am father,pid:%d\n",getpid());     ret=waitpid(id,NULL,0);//wait childprintf("waiting success!ret is %d\n",ret);}return 0;}

运行结果：

      子进程退出后，向父进程发送17号信号SIGCHLD，父进程对信号进行捕获，打印信号编号以及父进程的pid，等待成功后，返回子进程的pid。

 下面，我们来看父进程等待子进程的异步版本，父进程fork出子进程，子进程调用exit(2)终止，父进程自定义SIGCHLD信号处理函数，在其中调用wait获得子进程的退出状态并打印。

#include<stdio.h>#include<stdlib.h>#include<unistd.h>#include<sys/types.h>#include<sys/wait.h>#include<signal.h>void catchSig(int sig){do{pid_t ret=waitpid(-1,NULL,0);if(ret>0){printf("wait success:%d\n",ret);}else{                        printf("wait failed\n");break;}}while(1);}int main(){signal(SIGCHLD,catchSig);pid_t id=fork();if(id==0){//childprintf("I am child,quit!,pid:%d\n",getpid());sleep(4);exit(1);}else{//fatherwhile(1){printf("do father thing!\n");sleep(2);}}return 0;}

 运行结果：