《LINUX教程：進(jìn)程管理之wait和waitpid》要點(diǎn)：
本文介紹了LINUX教程：進(jìn)程管理之wait和waitpid，希望對(duì)您有用。如果有疑問(wèn)，可以聯(lián)系我們。

僵尸進(jìn)程

在介紹wait、waitpid和waitid函數(shù)之前,首先要介紹一下僵尸進(jìn)程,因?yàn)?這三個(gè)函數(shù)的本色任務(wù)就是處理僵尸進(jìn)程的問(wèn)題.

進(jìn)程會(huì)我們的生命體一樣,也有消亡.進(jìn)程在退出時(shí),內(nèi)核會(huì)清理進(jìn)程幾乎所有的資源.例如：內(nèi)存資源、文件資源、信號(hào)量資源、共享內(nèi)存資源或者引用數(shù)減一 又或釋放共享內(nèi)存資源.但還有少量的資源沒(méi)有被內(nèi)核清理,例如：進(jìn)程控制塊PCB task_struct、內(nèi)核棧資源.這些資源沒(méi)有被釋放,是為了保存一些進(jìn)程退出是的重要信息,例如：進(jìn)程消耗的系統(tǒng)cpu時(shí)間、用戶(hù)cpu時(shí)間；收到了多少信號(hào)等待這些信息,類(lèi)似于“墓志銘”,總結(jié)了進(jìn)程的一生.而wait、waitpid和waitid函數(shù)就是來(lái)釋放這些“墓志銘”信息的.之后進(jìn)程就脫離了僵尸進(jìn)程的狀態(tài).

過(guò)程的僵尸過(guò)程的狀態(tài),是一種“刀槍不入的狀態(tài)”,即使是用kill -9 也無(wú)法殺死.只能通過(guò)wait這些函數(shù)活著是通過(guò)init過(guò)程來(lái)“收尸”；

對(duì)于創(chuàng)立了很多的子進(jìn)程的父進(jìn)程,獲取子進(jìn)程的退出信息是非常有意義的.

wait函數(shù)

函數(shù)聲明

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

返回值

• 返回退出子進(jìn)程的pid；
• 等待過(guò)程中,收到了信號(hào).信號(hào)打斷了系統(tǒng)調(diào)用,并且注冊(cè)信號(hào)處理函數(shù)時(shí)沒(méi)有設(shè)置SA_RESTAR標(biāo)識(shí)位,系統(tǒng)調(diào)用不會(huì)被重啟.wait函數(shù)返回-1,全局變量error=EINIR(表示函數(shù)被信號(hào)中斷)；
• 所有必要等待的子進(jìn)程都已經(jīng)退出,沒(méi)有要等的子進(jìn)程的.wait函數(shù)返回-1,全局變量error=ECHLD(表示調(diào)用進(jìn)程時(shí)發(fā)現(xiàn)并沒(méi)有子進(jìn)程必要等待)；

由上述返回值的含義,等待所有子進(jìn)程的退出時(shí),要注意不要丟掉對(duì)信號(hào)中斷情況的考慮,代碼如下：

pit_t my_wait(int *state) { int retval; while( (retval=wait(state))!=-1 && (error==EINIR) ); return retval; }

參數(shù)闡明

wait函數(shù)的參數(shù)和waitpid函數(shù)的參數(shù)是一個(gè)意思.但waitpid函數(shù)對(duì)wait函數(shù)的局限性做了擴(kuò)展,所以,在介紹waitpid時(shí),再來(lái)講wait的參數(shù).

wait函數(shù)的局限性

• 不克不及等待特定的子進(jìn)程
• 如果子進(jìn)程不存在,就會(huì)阻塞
• 只能探知子進(jìn)程的死亡,卻不克不及探測(cè)子進(jìn)程的暫停,也無(wú)法探知進(jìn)程的蘇醒

waitpid函數(shù)

waitpid函數(shù)的聲明

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

返回值

返回值和wait函數(shù)一樣.

參數(shù)說(shuō)明

pid參數(shù)

• pid > 0：表現(xiàn)等待進(jìn)程ID為pid的子進(jìn)程；
• pid = 0：表現(xiàn)等待與調(diào)用進(jìn)程同一進(jìn)程組的任意子進(jìn)程；
• pid = -1：表現(xiàn)等待任意子進(jìn)程；
• pid < -1：表現(xiàn)等待所有子進(jìn)程中,進(jìn)程組ID與pid絕對(duì)值相等的所有子進(jìn)程；

pid參數(shù)的理解：

   首先給父進(jìn)程要等待的子進(jìn)程分類(lèi).子進(jìn)程分為：和父進(jìn)程同一進(jìn)程組的子進(jìn)程,和父進(jìn)程不同進(jìn)程組的子進(jìn)程.子進(jìn)程可以設(shè)置自己的進(jìn)程組,所以某些子進(jìn)程不一定和父進(jìn)程歸屬于同一個(gè)進(jìn)程組；pid>0,很自然,代表要等待的子進(jìn)程pid,這叫做“精準(zhǔn)打擊”；還有情況就是分類(lèi)等待子進(jìn)程.由上述分類(lèi)可知,與父進(jìn)程為同一進(jìn)程組的子進(jìn)程怎么表示,調(diào)用waitpid函數(shù)的父進(jìn)程原來(lái)就知道自己的進(jìn)程組pid,所以,不用設(shè)置參數(shù)pid的值,即給0就行；那與父進(jìn)程不在同一進(jìn)程組的子進(jìn)程的話,就得設(shè)置參數(shù)pid的值了,但要和“精準(zhǔn)打擊”的方式區(qū)別開(kāi),所以給負(fù)值,但取絕對(duì)值；當(dāng)然,等待任意子進(jìn)程的需求還是有的,而現(xiàn)在也正好只剩下一個(gè)值“-1”,剛好給它用；綜述,通過(guò)上面的分析才有了pid參數(shù)的使用方式.

內(nèi)核實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)述

內(nèi)核之中,wait和waitpid函數(shù)調(diào)用的都是wait4函數(shù).根據(jù)pid的值來(lái)給wait_ opts結(jié)構(gòu)體變量wo中的wo_type復(fù)制,再以實(shí)參的形式傳參給do_wait函數(shù),do_wait函數(shù)來(lái)決定等待什么狀態(tài)的子進(jìn)程.

wait4中的部門(mén)代碼：

struct wait_opts wo;
        .
        .     //給type復(fù)制的過(guò)程
        .
wo.wo_type = type;
wo.wo_pid  = pid;
       .
       .
       .
ret = do_wait(&wo);

在do_ wait函數(shù)中,主要要完成兩個(gè)人物,第一,父進(jìn)程中的每個(gè)線程都會(huì)去遍歷子進(jìn)程,第二,篩選要等待的子進(jìn)程；在內(nèi)核中,task_struct成員中children變量是保留子進(jìn)程鏈表的鏈表頭,利用list_for_each_enpty函數(shù)來(lái)遍歷.利用eligible_pid函數(shù)來(lái)篩選.

遍歷子過(guò)程代碼：

static int do_wait_thread(struct wait_opts *wo,
                               struct task_struct *tsk)
{
    struct task_struct *p;
    list_for_each_enpty(p,&tsk->children,silbling)
    {
        int ret = wait_consider_task(wo,0,p);
        if(ret)
            return ret;
    }
    return 0;
}

篩選子過(guò)程的代碼：

static int eligible_pid(struct wait_opts *wo,
                             struct task_struct *p)
{
    return wo->wo_type == PIDTYPE_MAX || 
           task_pid_type(p,wo->wo_type) == wo->wo_pid;
}

當(dāng)waitpid函數(shù)參數(shù)pid的值為-1時(shí),wo_type的值為PIDTYPE_MAX；其他三種情況由task_pid_type函數(shù)來(lái)處置.

參數(shù)options

是一個(gè)位掩碼,可以同時(shí)存在多個(gè)標(biāo)記.當(dāng)options的值為0時(shí),行為和wait類(lèi)似.

標(biāo)記位：

• WUNTRACE：關(guān)心終止子進(jìn)程和因信號(hào)中斷的子進(jìn)程的信息(阻塞)；
• WCONTINUED：關(guān)系終止子進(jìn)程和信號(hào)終止后由恢復(fù)執(zhí)行的子進(jìn)程(阻塞)；
• WNOHANG：指定的子進(jìn)程沒(méi)有發(fā)生變化,waitpid立即返回,返回值為0；出錯(cuò)返回時(shí),返回值為-1,通過(guò)error=ECHILD和返回值來(lái)區(qū)分這兩種情況.注意：error的值不會(huì)為EINTR,因?yàn)樾盘?hào)中斷由WUTRACE來(lái)控制.

參數(shù)status

該參數(shù)存儲(chǔ)的信息時(shí)按位存儲(chǔ)的,我們沒(méi)方法解析status的值,只能通過(guò)系統(tǒng)提供的宏去解析.這些宏安功能分可以分為兩類(lèi)：獲取子進(jìn)程狀態(tài)和判斷是非由相應(yīng)信號(hào)產(chǎn)生；

• 進(jìn)程正常退出

    WIFEIXITED(status)：正常退出,返回true；
    WEXITSTATUS(status)：正常退出,獲取進(jìn)程退出狀態(tài)；

• 進(jìn)程收到信號(hào)退出

  WIFSIGNALED(status): 被信號(hào)殺死,返回true；
  WTREMSIG(status)：被信號(hào)殺死,返回殺死進(jìn)程的pid；
  WCOREDUMOP(status)：子進(jìn)程產(chǎn)生core dump,返回true；

• 進(jìn)程收到信號(hào)停止

  WIFSTOPPED(status)：收到相關(guān)信號(hào),暫停執(zhí)行,返回true；
  WSTOPSIG(status)：如果子進(jìn)程處于停止?fàn)顟B(tài),該宏返回導(dǎo)致子進(jìn)
  程停止的信號(hào)值；

• 進(jìn)程收到信號(hào)回復(fù)執(zhí)行

WIFCONTINUED(status): 遞送SIGCONT信號(hào),子進(jìn)程回復(fù)執(zhí)行,返回true；

沒(méi)有需要返回使子進(jìn)程蘇醒的信號(hào)的值,因?yàn)橹挥形ㄒ灰粋€(gè)SIGCONT信號(hào)才能使進(jìn)程又停止?fàn)顟B(tài)恢復(fù)到執(zhí)行狀態(tài).

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