子进程的异步等待方式

基础知识

在前面的博客中我们已经介绍了僵尸进程(僵尸进程与孤儿进程)的相关知识，我们说过可以通过调用wait和waitpid函数清理僵尸进程，父进程可以阻塞等待子进程结束，也可以以非阻塞的查询是否有子进程结束等待清理（也就是轮询的方式）

wait与waitpid函数

1.wait函数

#include<sys/types.h> #include<sys/wait.h> pid_t wait(int* status)

函数说明： 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： 参数 statloc 是一个整形指针。如果status不是一个空指针,则终止进程的终止状态将存储在该指针所指向的内存单元中。如果不关心终止状态,可以将 status参数设置为NULL。 返回值： 如果执行成功则返回子进程识别码（PID），如果有错误发生则返回-1。失败原因存于errno 中。 2.waitpid

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

函数说明： 从本质上讲，系统调用waitpid和 wait的作用是完全相同的，但waitpid多出了两个可由用户控制的参数pid和options，从而为我们编程提供了另一种更灵活的方式。 参数： (1)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，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。

(2)ststus与wait()函数的参数基本相同。 (3)options: 当options参数为0时，与wait功能相同，仍是阻塞式等待，不提供额外功能，如果为下列常量按位或则提供更多功能： WCONTINUED：若实现支持作业控制，那么由pid指定的任一子进程在暂停后已经继续，但状态尚未报告，则返回状态 WNOHANG：若由pid指定的子进程并不是立即可用的，则waitpid不阻塞，即此时以非阻塞方式（轮询式访问的必要条件）等待子进程，并且返回0。 WUNTRACED：若实现支持作业控制，而pid指定的任一子进程已经暂停，且其状态尚未报告，则返回其状态 返回值： 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；3.waitpid提供了三个wait所没有的功能：waitpid可等待一个特定的进程waitpid提供了一个wait的非阻塞版本waitpid支持作业控制

SIGCHLD

SIGCHLD信号：当子进程退出时，它会向父进程发送SIGCHLD信号，该信号的默认处理方式为忽略，当父进程以阻塞方式等待时，它不能处理自己的工作。 我们自定义一个捕捉信号的函数handler。

验证子进程退出时会给父进程发送SIGCHLD信号

#include<stdio.h> #include<unistd.h> #include<sys/types.h> #include<sys/wait.h> #include<stdlib.h> //子进程退出时，会给父进程发送SIGCHLD信号 void handler(int sig) { printf("Get a sig: %d,pid: %d\n",sig,getpid()); } int main() { signal(SIGCHLD,handler); pid_t id = fork(); if(id == 0) { //child printf("I am a child,quit! pid %d\n",getpid()); exit(1); } else { //father waitpid(id,NULL,0); // 以阻塞方式等待 } return 0; }

父进程等待子进程的异步方式

父进程自定义SIGCHLD信号的处理函数，并采用非阻塞方式等待，当子进程退出时，会向父进程发送信号，父进程会进行回收。父子进程互不干扰，继续执行各自任务。

验证代码

#include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<unistd.h> #include<sys/types.h> #include<sys/wait.h> //父进程等待子进程的异步方式 void handler(int sig) { printf("father is catching,child is quit!\n"); //以阻塞方式等待所有异常退出的子进程 pid_t id; while((id = waitpid(-1,NULL,WNOHANG)) > 0) { printf("wait child success: %d\n",id); } } int main() { signal(SIGCHLD,handler); pid_t id = fork(); if(id == 0) { //child printf("I a child,quit! pid: %d\n",getpid()); exit(1); } else { //father while(1) { printf("father is doing something!\n"); sleep(1); } } return 0; }