目录
进程等待是什么？
为什么要进程等待？
如何进程等待？
wait
阻塞等待
进程等待是什么？
- 进程终止会把进程退出的数据（退出码和退出信号）存放到进程的PCB中保存下来，让父进程进行等待。
- 任何一个子进程在退出时，默认情况下，必须被父进程等待。
- 任何子进程，在退出的情况下马，一般必须要被父进程进行等待。
- 3号手册是库函数
- 2号手册是系统调用函数
若这个子进程的父进程被杀死或父进程不存在，则这个子进程被称为孤儿进程。- 孤儿进程会被OS领养，所以严格来讲父进程也存在，父进程就是OS。
子进程在退出的时候，如果父进程不管不顾（父进程不等待）。
子进程退出之后，就处于Z状态（僵尸状态），一直处于Z状态。
很多进程处于Z状态且一直处于Z状态，进程的PCB存在非常大的占空间，非常大的结构体对象，则会造成内存泄露问题。
为什么要进程等待？
❓为什么要进程等待
- 为了获得子进程的退出信息（子进程的任务执行的结果怎么样用户需要知道）
- 防止内存泄露
- 父进程通过等待，解决子进程退出的僵尸问题，回收系统资源（一定要考虑的）
- 获取子进程的退出信息，知道子进程是因为什么原因退出的（可选功能）
- 后面有一些不用等待的场景，后面谈。
如何进程等待？
- 父进程在子进程运行期间一般都在等待。
- 父进程在子进程运行的期间也可以做别的事情，一般都让其等待。
- 父进程等待子进程用系统调用函数
- wait & waitpid
- man 2 wait/waitpid
- 系统调用函数作用：等待一个子进程的状态发生变化
- #include <sys/types.h> #include <sys/wait.h>
pid_t wait(int *status);
pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);
wait()和waitpid()是 Unix/Linux 系统调用，用于等待一个或多个子进程的终止。成功这些函数返回一个进程pid，表示已终止的子进程的pid。如果出错，则返回-1。- 参数后面也会详细讲解和举例。参数暂时设为NULL。
在Unix和Linux编程中，
wait（或更常见的waitpid）函数用于使父进程等待一个或多个子进程结束，并获取其结束状态。这些函数的返回值和参数在不同的上下文中有所不同，但我会为你解释它们的基本含义。waitpid 函数
waitpid函数的原型如下：
#include <sys/wait.h>pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);参数：
pid：要等待的子进程的ID。如果pid小于-1，则等待任何组ID等于abs(pid)的子进程。如果pid等于-1，则等待任何子进程。如果pid为0，则等待与调用进程同组的任何子进程。如果pid大于0，则等待进程ID等于pid的子进程。status：一个指向整数的指针，该整数将接收关于子进程状态的信息。你可以使用宏（如WIFEXITED,WEXITSTATUS,WIFSIGNALED,WTERMSIG等）来检查这个状态值。options：影响函数行为的选项。常见的选项有WNOHANG（如果子进程没有结束，则立即返回），WUNTRACED（如果子进程因信号而停止，则也返回），以及WCONTINUED（如果子进程因SIGCONT信号而恢复，则也返回）。返回值：
- 如果成功，
waitpid返回等待的子进程的PID。- 如果设置了
WNOHANG并且没有子进程可用，则返回0。- 如果发生错误，则返回-1，并设置
errno以指示错误。wait 函数
wait函数是waitpid函数的一个特例，它仅等待任何子进程结束，而不提供额外的选项。其原型如下：
#include <sys/wait.h>pid_t wait(int *status);这个函数的参数和返回值与
waitpid类似，但没有pid和options参数。总的来说，
wait和waitpid函数用于在父进程中同步子进程的结束，并获取其状态信息。这在需要处理子进程输出、检查其退出状态或确保子进程正确结束的场景中非常有用。
wait
- 请看下面代码☞☞
- 父进程等待子进程耗费的时间❓
- fork之后创建子进程，父子进程是同时执行各自的任务吗❓
- main函数没有return或者exit也会终止吗❓
- 子进程运行5ms退出，进程终止了
- 父进程在子进程运行5ms是也sleep5ms，子进程终止之后，继续sleep5ms
- 这里就存在一个5ms的窗口时间：子进程已经终止了，父进程还在休眠，短暂的看到子进处于僵尸状态，Z状态。
- 当父进程结束休眠，等待子进程，可以看到子进程的僵尸状态消失了且PCB被回收了。
- 以上就证明了等待是会解决子进程的僵尸问题的
- 等待的本质就是：获取子进程退出信息（退出码&退出信号）并让OS把PCB释放掉（就是把子进程的Z状态☞X状态）
myprocess.c 1 #include<stdio.h>2 #include<unistd.h>3 #include<string.h>4 #include<stdlib.h>5 #include<sys/types.h>6 #include<sys/wait.h>7 8 void ChildRun()9 {10 int cnt = 5;11 while(cnt--)12 {13 printf("I am child,pid: %d,ppid: %d,cnt: %d\n",getpid(),getppid(),cnt);14 sleep(1); 15 }16 }17 18 int main()19 {20 printf("I am father,pid: %d,ppid: %d\n",getpid(),getppid());//父进程21 pid_t id = fork();22 if(id == 0)//child子进程23 {24 //子进程循环运行25 ChildRun();26 printf("Child quit...\n");27 exit(0);//终止进程，子进程直接僵尸28 }29 //子5s30 //父10s31 //father父进程，父进程在子进程运行期间先休眠10s再等待子进程.... 32 sleep(10);33 pid_t rid = wait(NULL);34 if(rid > 0)35 {36 printf("wait success,rid: %d\n",rid);37 }38 sleep(3);39 printf("father quit ... \n");40 }
阻塞等待
- 我们修改以下代码，请看☞☞
- 父进程在子进程运行期间5ms，一直在等待，没有做任何其他的事情。
- 只有当子进程终止时（状态变化S☞☞Z时），父进程通过系统调用接口wait等待子进程，拿到子进程的PCB中的退出信息，告诉OS释放掉PCB。
- 子进程没有终止之前，父进程一直处于阻塞等待中........
- 子进程本身就是软件，父进程的本质时在等待某种软件条件就绪......（子进程终止，状态从S☞☞Z）
- 前面我们也讲过阻塞状态，是某个进程等待硬件资源就绪，等待被调度，此进程的PCB处于该硬件资源的等待队列中，该进程处于阻塞状态。（类似理解）
- 一个进程等待某种资源就绪
- 硬件资源就绪
- 软件条件就绪
如何理解父进程阻塞等待子进程条件就绪呢❓
- 阻塞等待子进程
- 父进程不在被调度，父进程的状态设为S状态。（休眠状态）
- 父进程的PCB被链入到子进程的等待队列中。
- 一旦子进程终止.....
- OS就把等待队列中的父进程唤醒，父进程的状态设为R状态（运行状态）。
- 继续向后执行。
- 注意❗无论是硬件还是软件在操作系统OS中都是数据结构的对象，一切皆对象。（这个在后面C++中也会讲到）
myprocess.c1 #include<stdio.h>2 #include<unistd.h>3 #include<string.h>4 #include<stdlib.h>5 #include<sys/types.h>6 #include<sys/wait.h>7 8 void ChildRun()9 {10 int cnt = 5;11 while(cnt--)12 {13 printf("I am child,pid: %d,ppid: %d,cnt: %d\n",getpid(),getppid(),cnt);14 sleep(1);15 }16 }17 18 int main()19 {20 printf("I am father,pid: %d,ppid: %d\n",getpid(),getppid());//父进程21 pid_t id = fork();22 if(id == 0)//child子进程23 {24 //子进程循环运行25 ChildRun();26 printf("Child quit...\n");27 exit(0);//终止进程，子进程直接僵尸28 } 29 //father30 //父进程，父进程在子进程运行期间5ms一直在等待....31 pid_t rid = wait(NULL);32 if(rid > 0) 33 {34 printf("wait success,rid: %d\n",rid);35 }36 sleep(3);37 printf("father quit ... \n");38 }🙂感谢大家的阅读，若有错误和不足，欢迎指正。下篇讲解重点waitpid&非阻塞等待。
