wait函数

#include <sys/types.h>

#include <sys/wait.h>

pid_t wait(int *status);

僵尸进程。进程结束后放弃了几乎所有的内存空间，没有任何可以执行的代码，也不能被调度，仅仅在进程列表中保留着一个位置，记载着该进程的退出状态等信息供其他进程收集，除此之外僵尸进程不再占有任何内存空间。

当进程终止时，操作系统的隐式回收机制会：1.关闭所有文件描述符 2. 释放用户空间分配的内存。内核的PCB仍存在。其中保存该进程的退出状态，此时是一个僵尸进程。（正常终止→退出值；异常终止→终止信号）

一个进程在终止时会关闭所有文件描述符，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。

在shell终端执行的命令和程序，都是shell通过fork产生的子进程来完成的，因此在命令和程序结束后，shell终端进程也可以获取子进程的结束状态，通过特殊命令$?查看，如果为0，表示正常结束，如果为非0值，表示出现了错误。Shell调用wait或waitpid得到它的退出状态同时彻底清除掉这个进程。

父进程调用wait函数可以回收子进程终止信息。该函数有三个功能：1.阻塞等待子进程退出（父进程调用该函数后，如果子进程没死，则父进程阻塞并等待子进程结束）；2. 获取子进程结束状态（退出原因）；3.回收子进程残留资源（回收子进程结束后残留在内核中的PCB资源），然后彻底清除掉这个进程。

进程的一生。随着fork的成功执行，一个新的子进程产生，但此时它还只是父进程的克隆。然后随着exec函数族，新进程脱胎换骨，开始独立执行一个全新的程序，并完全替代了原有的父进程。进程结束，可以是自杀，也可以是他杀。自杀：遇到main函数的最后一个“}”、在main函数中使用return或者调用exit和_exit；他杀：被其它进程通过另外一种方式杀掉。进程自杀（属于正常死亡），即使程序出错，但是进程自身结束了自己，可以通过return和exit赋给进程结束后一个值，通过wait或waitpid函数来获取该值，从而知道该进程自杀的原因，是否出错（一般0代表正常，非0代表出错），当然可以返回任何值，由wait函数可以获取到。进程如果属于他杀，则为异常结束，在linux操作系统中，所有的异常终止都是由于某一个信号导致的（通过kill –l参数可以查看所有的信号及信号编号），如在程序中给一个常量赋值，会发生段错误，此时进程会收到段错误相应的信号，从而被终止；除数为0时，进程也会收到一个信号（浮点数例外），从而被终止。而终止进程的信号会记录在终止信息中，供父进程调用wait函数获取。进程死掉后，会留下一具僵尸，wait和waitpid则去收集信息，清理尸体。

exit和_exit这两个函数（都是系统调用）都有一个整型形参，用于传递进程结束时的状态（正常结束还是出错结束）。一般，0表示正常结束，非0值（如1）表示出现了错误，非正常结束。可以利用wait系统调用接收子进程的返回值，从而针对不同的情况进行不同的处理。

pid_t wait(int *status);

status为传出参数，用于获取子进程结束时的状态（原因）。函数执行成功，则返回清理掉的子进程ID，如果失败则返回-1。进程一旦调用了wait，就立即阻塞自己，由wait自动分析该进程的某个子进程是否已经退出，如果找到了一个已经结束的子进程，则收集其信息，并将其清除掉并返回该子进程ID；如果没有找到这样的一个子进程，则会一直阻塞到那里，直到有一个出现为止。如果父进程没有子进程，则直接返回-1，表示出错。

如果对子进程如何死掉的不关心（不需要收集其残留的信息），只想把僵尸进程消灭掉，可以将函数形参设置为NULL，即pid=wait(NULL);

可使用wait函数传出参数status（整型值）来保存进程的退出状态。借助宏函数来进一步判断进程终止的具体原因。宏函数可分为如下三组：

1. WIFEXITED(status) 为非0 → 表示进程正常结束

WEXITSTATUS(status) 如上宏为真（进程正常结束），使用此宏 → 获取进程退出状态 (exit/_exit/return的参数)

2. WIFSIGNALED(status) 为非0 → 表示进程异常终止

WTERMSIG(status) 如上宏为真，使用此宏 → 取得使进程终止的那个信号的编号。可以通过kill –l命令查看编号的详细含义。

3. WIFSTOPPED(status) 为非0 → 表示进程处于暂停状态（进程没有终止，只是暂停运行，如挂起或阻塞）。

WSTOPSIG(status) 如上宏为真，使用此宏 → 取得使进程暂停的那个信号的编号。

WIFCONTINUED(status) 为真 → 进程暂停后已经继续运行

//代码举例

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>int main(void)
{pid_t pid, wpid;int status;pid = fork( );if(pid == 0){printf("---child, my parent= %d, going to sleep 10s\n",getppid( ));sleep(10);printf("-------------child die--------------\n");exit(77); //return 77;  _exit(77);  //子进程正常结束，置其结束状态为77}else if(pid > 0){wpid = wait(&status);  //父进程阻塞等待子进程结束if(wpid==-1){perror("wait");exit(1); //置结束状态为1}if( WIFEXITED(status) )  //如果子进程正常结束{printf( "The child process exit with %d\n",WEXITSTATUS(status));}else if( WIFSIGNALED(status) )   //如果子进程异常结束{printf( "The child process was killed by %dth signal\n",WTERMSIG(status));}while (1){printf("I am parent, pid = %d, myson = %d\n", getpid(), pid);sleep(1);}   //父进程一直运行}else{perror("fork");exit(1);}return 0;
}

[root@localhost wait]# ./wait_test

---child, my parent= 30770, going to sleep 10s

-------------child die--------------

The child process exit with 77 //获取了结束状态为77

I am parent, pid = 30770, myson = 30771

[root@localhost wait]#ps aux

root 30770 0.0 0.0 4164 356 pts/0 S+ 18:11 0:00 ./wait_test

root 30791 0.0 0.0 123360 1380 pts/2 R+ 18:12 0:00 ps aux

可见，只有父进程在一直运行，子进程不存在了，也不存在僵尸进程，子进程痕迹被完全清除。

在子进程运行期间，利用kill -9 将其杀掉，则为异常结束：

[root@localhost wait]#ps aux

[root@localhost wait]# kill 30830

[root@localhost wait]# ./wait_test

---child, my parent= 30829, going to sleep 60s

The child process was killed by 15th signal

I am parent, pid = 30829, myson = 30830

利用kill -l 命令可以查看编号为15的信号为 15) SIGTERM

总结，进程正常结束，父进程利用wait函数回收其结束状态，状态值通过return、exit和_exit返回（一般，如果程序正常则为0，出错设非0，但不是必须的），如果进程结束没有指明其值，如main函数中没有return语句且正常结束，则会有默认值（正常0，出错非0）。注意，return、exit和_exit返回的值必须不超过128，可通过wait函数获取。如果函数异常结束，wait函数回收其终止原因（信号编号）。