进程等待的必要性
- 如果子进程退出了,父进程没有对子进程进行回收,子进程就会进入僵尸进程,占用内存,导致内存泄漏
- 如果程序进入僵尸状态,那么kill -9 也无法强制杀死进程
- 子进程是父进程创建出来,完成父进程交代的特殊任务,需要告知父进程完成与否,完成如何
- 父进程通过进程等待回收子进程,获取子进程的退出状态
进程等待方法
1).wait
wait:
pid_t wait (int *status);
返回值:等待成功 返回被等待进程pid ,失败返回-1
参数: 输出型参数,获取子进程退出状态,不关心设为NULL
作用 : 等待任意子进程
验证wait
#include<stdio.h>2 #include<unistd.h>3 #include<sys/wait.h>4 #include<sys/types.h>5 #include<stdlib.h>6 int main()7 {8 pid_t id =fork();9 if(id==0)10 {11 int i=5;12 while(i--)13 {14 printf("I am child ,pid=%d,i=%d\n",getpid(),i);15 sleep(1);16 }17 exit(0);18 }19 else20 {21 sleep(10);22 pid_t ret_id =wait(NULL);23 printf("father wait success ,wait id =%d\n",ret_id);24 sleep(5);25 printf("father exit!\n");26 }27 return 0;28 }29 30
在进程中,创建一个子进程
运行逻辑如下:
子进程运行五秒 随后五秒内进入僵尸进程,僵尸进程被回收,父进程等待结束,输出等待结果,再过五秒,父进程退出。
通过终端对进程监视:
结论:父进程通过等待 回收僵尸进程
2).waitpid
waitpid
pid_ t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);
返回值:
>0 表示成功
==0 设置WNOHUNG并且无已退出的子进程收集会返回0
-1 调用错误
pid
-1 等待任一个进程
>0 等待进程pid与pid相同的进程
重点介绍:status
输出型参数,类似一个返回值,获取子进程的退出信号和退出码。
从操作系统中取出特定的数据:
这一过程描述为:
子进程退出时,将自己的退出信息写入自己的pcb task_stuck 释放代码数据,更改状态为Z,进入僵尸状态。父进程调用wait 或者waitpid 等待 如果进程是僵尸状态,则父进程立马进行回收,(否则父进程进入阻塞状态)回收子进程pcb里的退出码拿到 ,放在status中
获取子进程status
status 不是简单的整形 应当做位图来看待(只研究低16位)
在进程正常终止时 高8位表示退出状态 ,即退出码,低7位是0 ,表示成功结束
当信号被kill时 它的退出码是没有意义的,我们不关心,关心它终止信号
因此得到退出码和终止信号的方式就是位运算
exitCode=(status>>8)&0xff;
exitSignal=status&0x7f;
因此,系统提供俩个宏来获取退出码和终止信号
exitNormsl=WIFEXITED(status) //检查是否正常退出exitCode=WEXISTATUS(status) //查看进程的退出码
简单示例
该进程正常结束
结果:
正常结束的退出码就算子进程返回时带的,退出信号为0
在子进程运行时,利用kill -9杀死子进程
被异常杀死的进程退出码无意义,退出信号是killl 信号
问:status为什么不能是全局变量,非得是宏?
如果是全局变量,那么在物理地址会发生写时拷贝,产生俩份数据,父进程无法得到子进程的数据,宏调用为操作系统提供。
阻塞等待
waitpid的最后一个参数options,其为0时,就是阻塞等待;WNOHANG时,为非阻塞等待
- 如果子进程不退出,父进程就一直等待
- 如果调用函数未结束(软硬条件不具备),进程就进入阻塞状态,一直等待
当某个进程在系统层面等待某件事情发生时,当前进程的代码和数据无法运行,进程需要等待,经常pcb就由R状态修改为S状态,从运行队列链接到等待队列中。当经常等待信号被接收到,进程就有S->R,由等待队列链接到运行队列
非阻塞等待
非阻塞轮询:
为了防止子进程一直不退出,父进程一直在等待,非阻塞轮询,使父进程在没有等到子进程的退出信号时,也可以去做别的事
在大多情况下,是使用阻塞等待,非阻塞轮询只作为了解。