Linux下C语言的WAITPID函数的使用

进程与程序

进程是程序执行的过程,它是动态的。包括动态创建、调度、以及消亡。当用户在终端键入一个命令的时候，将启动一个进程。

eg:

vim

这个命令启动了一个vim进程，多个用户可以同时运行vim，但是程序只有一个，位于系统目录里的/usr/bin，每个用户的vim进程都是独立的。

C语言的fork函数

使用C语言中的fork函数之前，需要include的头文件有unistd.h，sys/types.h，fork创建的进程叫子进程，原来调用fork的进程被称为父进程。
函数原型:
pid_t fork(void);

函数返回值:
执行失败返回-1，原因存于errno。
执行成功在子进程中返回0，父进程返回子进程的Pid。

eg:

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdlib.h>

int main(){
pid_t result;
result = fork();
int ret;
if(result==-1){
	perror("创建子进程失败");
	exit;
}
else if(result==0){
	//sleep(5);						//子进程先休眠
	printf("子进程PID:%d,父进程PID:%d\n",getpid(),getppid());
	ret = system("ls -l");
	exit(0);
}
else{
    sleep(1);
	//exit(0);							//父进程先停止,测试一下什么结果,结果:父进程结束,子进程等待5s后继续输出ls -l
	printf("返回值:%d,子进程PID:%d,父进程PID:%d\n",result,getpid(),getppid());
	ret = system("ping baidu.com");
	exit(0);
}
}

上面的代码是一个最简单的fork程序，子进程与父进程共享同一段代码，根据fork的返回值判断谁是子进程谁是父进程，从而做出不同的动作。
编译后输出：

子进程PID:506,父进程PID:505
total 36
-rwxrwxrwx 1 liu liu 8608 Oct 19 15:37 a.out
-rwxrwxrwx 1 liu liu  628 Oct 19 15:37 fork.c
-rwxrwxrwx 1 liu liu 8608 Oct 19 14:20 forkt
-rwxrwxrwx 1 liu liu  187 Oct 19 13:16 new.c
-rwxrwxrwx 1 liu liu  205 Oct 19 13:32 new2.c
-rwxrwxrwx 1 liu liu  130 Oct 19 12:44 pid.c
-rwxrwxrwx 1 liu liu  140 Oct 19 13:25 system.c
-rwxrwxrwx 1 liu liu 8616 Oct 19 15:22 wait
-rwxrwxrwx 1 liu liu  483 Oct 19 14:37 wait_forkpid.c
-rwxrwxrwx 1 liu liu  571 Oct 19 15:25 waitpid.c
返回值:506,子进程PID:505,父进程PID:4
PING baidu.com (123.125.115.110) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 123.125.115.110 (123.125.115.110): icmp_seq=1 ttl=48 time=31.0 ms
64 bytes from 123.125.115.110 (123.125.115.110): icmp_seq=2 ttl=48 time=31.4 ms
64 bytes from 123.125.115.110 (123.125.115.110): icmp_seq=3 ttl=48 time=31.0 ms
64 bytes from 123.125.115.110 (123.125.115.110): icmp_seq=4 ttl=48 time=33.5 ms
64 bytes from 123.125.115.110 (123.125.115.110): icmp_seq=5 ttl=48 time=32.0 ms
^C
--- baidu.com ping statistics ---
5 packets transmitted, 5 received, 0% packet loss, time 4004ms
rtt min/avg/max/mdev = 31.031/31.829/33.562/0.942 ms

子进程的父进程Pid是505，同时，父进程的父进程是Bash(Pid:4)

避免僵尸进程

如果一个子进程终止了，但父进程没有wait或者waitpid，子进程就变成了Zombie，为了避免这种情况，使用waitpid函数。具体原因不解释了。。

waitpid函数原型:
pid_t waitpid(pid_t pid, int *ststus, int options);

pid子进程号，status子进程状态，options可为0(阻塞)或WNOHANG、WUNTRACED。

函数返回值:
执行成功返回子进程Pid，失败返回-1，原因存于errno。子进程未结束返回0。

eg:
要求子进程sleep等待10秒，父进程waitpid函数等待子进程结束，父进程等待时不阻塞，每1s在屏幕上输出一行文字，若子进程退出，打印出子进程Pid和退出状态。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <stdlib.h>
int main(){
pid_t f_res;
int status,ret;
f_res = fork();
if(f_res==-1){
	perror("Fork失败:");
}
else if(f_res==0){
	printf("子进程Pid:%d\n",getpid());
	sleep(10);
	exit(6);
}
else{
	while(1){
	ret=waitpid(f_res,&status,WNOHANG); //WNOHANG不阻塞,没有停止的子进程立马返回,不等待。
	printf("等待中... waitpid函数返回值:%d\n ",ret);
	if(ret==0){
		sleep(1);
	}
	else{
		break;
	}
	}
	printf("子进程Pid:%d,子进程结束状态:%d",ret,WIFEXITED(status));
}
}

编译后输出：

子进程Pid:538
等待中... waitpid函数返回值:0
 等待中... waitpid函数返回值:0
 等待中... waitpid函数返回值:0
 等待中... waitpid函数返回值:0
 等待中... waitpid函数返回值:0
 等待中... waitpid函数返回值:0
 等待中... waitpid函数返回值:0
 等待中... waitpid函数返回值:0
 等待中... waitpid函数返回值:0
 等待中... waitpid函数返回值:0
 等待中... waitpid函数返回值:538
 子进程Pid:538,子进程结束状态:1

另辟蹊径：
父线程fork出子线程，子线程fork出孙线程，然后子线程退出，孙线程变成孤儿进程被init接管，这样绝对不会出现僵尸进程的情况了。