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7.2??Linux進(jìn)程控制編程
1．fork()
在Linux中創(chuàng)建一個新進(jìn)程的惟一方法是使用fork()函數(shù)。fork()函數(shù)是Linux中一個非常重要的函數(shù)，和讀者以往遇到的函數(shù)有一些區(qū)別，因?yàn)樗雌饋韴?zhí)行一次卻返回兩個值。難道一個函數(shù)真的能返回兩個值嗎？希望讀者能認(rèn)真地學(xué)習(xí)這一部分的內(nèi)容。
（1）fork()函數(shù)說明。
fork()函數(shù)用于從已存在的進(jìn)程中創(chuàng)建一個新進(jìn)程。新進(jìn)程稱為子進(jìn)程，而原進(jìn)程稱為父進(jìn)程。使用fork()函數(shù)得到的子進(jìn)程是父進(jìn)程的一個復(fù)制品，它從父進(jìn)程處繼承了整個進(jìn)程的地址空間，包括進(jìn)程上下文、代碼段、進(jìn)程堆棧、內(nèi)存信息、打開的文件描述符、信號控制設(shè)定、進(jìn)程優(yōu)先級、進(jìn)程組號、當(dāng)前工作目錄、根目錄、資源限制和控制終端等，而子進(jìn)程所獨(dú)有的只有它的進(jìn)程號、資源使用和計(jì)時器等。
因?yàn)樽舆M(jìn)程幾乎是父進(jìn)程的完全復(fù)制，所以父子兩個進(jìn)程會運(yùn)行同一個程序。因此需要用一種方式來區(qū)分它們，并使它們照此運(yùn)行，否則，這兩個進(jìn)程不可能做不同的事。
實(shí)際上是在父進(jìn)程中執(zhí)行fork()函數(shù)時，父進(jìn)程會復(fù)制出一個子進(jìn)程，而且父子進(jìn)程的代碼從fork()函數(shù)的返回開始分別在兩個地址空間中同時運(yùn)行。從而兩個進(jìn)程分別獲得其所屬fork()的返回值，其中在父進(jìn)程中的返回值是子進(jìn)程的進(jìn)程號，而在子進(jìn)程中返回0。因此，可以通過返回值來判定該進(jìn)程是父進(jìn)程還是子進(jìn)程。
同時可以看出，使用fork()函數(shù)的代價(jià)是很大的，它復(fù)制了父進(jìn)程中的代碼段、數(shù)據(jù)段和堆棧段里的大部分內(nèi)容，使得fork()函數(shù)的系統(tǒng)開銷比較大，而且執(zhí)行速度也不是很快。
（2）fork()函數(shù)語法。
表7.2列出了fork()函數(shù)的語法要點(diǎn)。
表7.2 fork()函數(shù)語法要點(diǎn)
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所需頭文件 |
#include?<sys/types.h>?//?提供類型pid_t的定義 |
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函數(shù)原型 |
pid_t?fork(void) |
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函數(shù)返回值 |
0：子進(jìn)程 |
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子進(jìn)程ID（大于0的整數(shù)）：父進(jìn)程 |
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-1：出錯 |
（3）fork()函數(shù)使用實(shí)例。
/*?fork.c?*/
#include?<sys/types.h>
#include?<unistd.h>
#include?<stdio.h>
#include?<stdlib.h>
int?main(void)
{
?????pid_t?result;
????
?????/*調(diào)用fork()函數(shù)*/
?????result?=?fork();
????
?????/*通過result的值來判斷fork()函數(shù)的返回情況，首先進(jìn)行出錯處理*/
?????if(result?==??-1)
?????{
?????printf("Fork?errorn");
?????}
?????else?if?(result?==?0)?/*返回值為0代表子進(jìn)程*/
?????{
?????????printf("The?returned?value?is?%dn
????????????????????In?child?process!!nMy?PID?is?%dn",result,getpid());
?????}
?????else?/*返回值大于0代表父進(jìn)程*/
?????{
?????????printf("The?returned?value?is?%dn
????????????????????In?father?process!!nMy?PID?is?%dn",result,getpid());
?????}
?????return?result;
}
將可執(zhí)行程序下載到目標(biāo)板上，運(yùn)行結(jié)果如下所示：
$?arm-linux-gcc?fork.c?–o?fork?（或者修改Makefile）
$?./fork
The?returned?value?is?76???????/*?在父進(jìn)程中打印的信息?*/
In?father?process!!
My?PID?is?75
The?returned?value?is?:0???????/*?在子進(jìn)程中打印的信息?*/
In?child?process!!
My?PID?is?76
從該實(shí)例中可以看出，使用fork()函數(shù)新建了一個子進(jìn)程，其中的父進(jìn)程返回子進(jìn)程的PID，而子進(jìn)程的返回值為0。
?
（4）函數(shù)使用注意點(diǎn)。
fork()函數(shù)使用一次就創(chuàng)建一個進(jìn)程，所以若把fork()函數(shù)放在了if?else判斷語句中則要小心，不能多次使用fork()函數(shù)。
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小知識 |
由于fork()完整地復(fù)制了父進(jìn)程的整個地址空間，因此執(zhí)行速度是比較慢的。為了加快fork()的執(zhí)行速度，有些UNIX系統(tǒng)設(shè)計(jì)者創(chuàng)建了vfork()。vfork()也能創(chuàng)建新進(jìn)程，但它不產(chǎn)生父進(jìn)程的副本。它是通過允許父子進(jìn)程可訪問相同物理內(nèi)存從而偽裝了對進(jìn)程地址空間的真實(shí)拷貝，當(dāng)子進(jìn)程需要改變內(nèi)存中數(shù)據(jù)時才復(fù)制父進(jìn)程。這就是著名的“寫操作時復(fù)制”（copy-on-write）技術(shù)。 現(xiàn)在很多嵌入式Linux系統(tǒng)的fork()函數(shù)調(diào)用都采用vfork()函數(shù)的實(shí)現(xiàn)方式，實(shí)際上uClinux所有的多進(jìn)程管理都通過vfork()來實(shí)現(xiàn)。 |
2．exec函數(shù)族
（1）exec函數(shù)族說明。
fork()函數(shù)是用于創(chuàng)建一個子進(jìn)程，該子進(jìn)程幾乎復(fù)制了父進(jìn)程的全部內(nèi)容，但是，這個新創(chuàng)建的進(jìn)程如何執(zhí)行呢？這個exec函數(shù)族就提供了一個在進(jìn)程中啟動另一個程序執(zhí)行的方法。它可以根據(jù)指定的文件名或目錄名找到可執(zhí)行文件，并用它來取代原調(diào)用進(jìn)程的數(shù)據(jù)段、代碼段和堆棧段，在執(zhí)行完之后，原調(diào)用進(jìn)程的內(nèi)容除了進(jìn)程號外，其他全部被新的進(jìn)程替換了。另外，這里的可執(zhí)行文件既可以是二進(jìn)制文件，也可以是Linux下任何可執(zhí)行的腳本文件。
在Linux中使用exec函數(shù)族主要有兩種情況。
n 當(dāng)進(jìn)程認(rèn)為自己不能再為系統(tǒng)和用戶做出任何貢獻(xiàn)時，就可以調(diào)用exec函數(shù)族中的任意一個函數(shù)讓自己重生。
n 如果一個進(jìn)程想執(zhí)行另一個程序，那么它就可以調(diào)用fork()函數(shù)新建一個進(jìn)程，然后調(diào)用exec函數(shù)族中的任意一個函數(shù)，這樣看起來就像通過執(zhí)行應(yīng)用程序而產(chǎn)生了一個新進(jìn)程（這種情況非常普遍）。
（2）exec函數(shù)族語法。
實(shí)際上，在Linux中并沒有exec()函數(shù)，而是有6個以exec開頭的函數(shù)，它們之間語法有細(xì)微差別，本書在下面會詳細(xì)講解。
下表7.3列舉了exec函數(shù)族的6個成員函數(shù)的語法。
表7.3 exec函數(shù)族成員函數(shù)語法
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所需頭文件 |
#include?<unistd.h> |
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函數(shù)原型 |
int?execl(const?char?*path,?const?char?*arg,?...) |
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int?execv(const?char?*path,?char?*const?argv[]) |
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int?execle(const?char?*path,?const?char?*arg,?...,?char?*const?envp[]) |
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int?execve(const?char?*path,?char?*const?argv[],?char?*const?envp[]) |
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int?execlp(const?char?*file,?const?char?*arg,?...) |
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int?execvp(const?char?*file,?char?*const?argv[]) |
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函數(shù)返回值 |
-1：出錯 |
這6個函數(shù)在函數(shù)名和使用語法的規(guī)則上都有細(xì)微的區(qū)別，下面就可執(zhí)行文件查找方式、參數(shù)表傳遞方式及環(huán)境變量這幾個方面進(jìn)行比較。
n 查找方式。
讀者可以注意到，表7.3中的前4個函數(shù)的查找方式都是完整的文件目錄路徑，而最后2個函數(shù)（也就是以p結(jié)尾的兩個函數(shù)）可以只給出文件名，系統(tǒng)就會自動按照環(huán)境變量“$PATH”所指定的路徑進(jìn)行查找。
n 參數(shù)傳遞方式。
exec函數(shù)族的參數(shù)傳遞有兩種方式：一種是逐個列舉的方式，而另一種則是將所有參數(shù)整體構(gòu)造指針數(shù)組傳遞。
在這里是以函數(shù)名的第5位字母來區(qū)分的，字母為“l(fā)”（list）的表示逐個列舉參數(shù)的方式，其語法為char?*arg；字母為“v”（vertor）的表示將所有參數(shù)整體構(gòu)造指針數(shù)組傳遞，其語法為*const?argv[]。讀者可以觀察execl()、execle()、execlp()的語法與execv()、execve()、execvp()的區(qū)別。它們具體的用法在后面的實(shí)例講解中會具體說明。
這里的參數(shù)實(shí)際上就是用戶在使用這個可執(zhí)行文件時所需的全部命令選項(xiàng)字符串（包括該可執(zhí)行程序命令本身）。要注意的是，這些參數(shù)必須以NULL表示結(jié)束，如果使用逐個列舉方式，那么要把它強(qiáng)制轉(zhuǎn)化成一個字符指針，否則exec將會把它解釋為一個整型參數(shù)，如果一個整型數(shù)的長度char?*的長度不同，那么exec函數(shù)就會報(bào)錯。
n 環(huán)境變量。
exec函數(shù)族可以默認(rèn)系統(tǒng)的環(huán)境變量，也可以傳入指定的環(huán)境變量。這里以“e”（environment）結(jié)尾的兩個函數(shù)execle()和execve()就可以在envp[]中指定當(dāng)前進(jìn)程所使用的環(huán)境變量。
表7.4是對這4個函數(shù)中函數(shù)名和對應(yīng)語法的小結(jié)，主要指出了函數(shù)名中每一位所表明的含義，希望讀者結(jié)合此表加以記憶。
表7.4 exec函數(shù)名對應(yīng)含義
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前4位 |
統(tǒng)一為：exec |
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第5位 |
l：參數(shù)傳遞為逐個列舉方式 |
execl、execle、execlp |
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v：參數(shù)傳遞為構(gòu)造指針數(shù)組方式 |
execv、execve、execvp |
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第6位 |
e：可傳遞新進(jìn)程環(huán)境變量 |
execle、execve |
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p：可執(zhí)行文件查找方式為文件名 |
execlp、execvp |
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（3）exec使用實(shí)例。
下面的第一個示例說明了如何使用文件名的方式來查找可執(zhí)行文件，同時使用參數(shù)列表的方式。這里用的函數(shù)是execlp()。
/*execlp.c*/
#include?<unistd.h>
#include?<stdio.h>
#include?<stdlib.h>
int?main()
{
?????if?(fork()?==?0)
?????{
?????????/*調(diào)用execlp()函數(shù)，這里相當(dāng)于調(diào)用了"ps?-ef"命令*/
?????????if?((ret?=?execlp("ps",?"ps",?"-ef",?NULL))?<?0)
?????????{
?????????????printf("Execlp?errorn");
?????????}
?????}
}
在該程序中，首先使用fork()函數(shù)創(chuàng)建一個子進(jìn)程，然后在子進(jìn)程里使用execlp()函數(shù)。讀者可以看到，這里的參數(shù)列表列出了在shell中使用的命令名和選項(xiàng)。并且當(dāng)使用文件名進(jìn)行查找時，系統(tǒng)會在默認(rèn)的環(huán)境變量PATH中尋找該可執(zhí)行文件。讀者可將編譯后的結(jié)果下載到目標(biāo)板上，運(yùn)行結(jié)果如下所示：
$?./execlp
??PID?TTY?????Uid????????Size?State?Command
????1?????????root???????1832?????S????init
????2?????????root??????????0?????S????[keventd]
????3?????????root??????????0?????S????[ksoftirqd_CPU0]
????4?????????root??????????0?????S????[kswapd]
????5?????????root??????????0?????S????[bdflush]
????6?????????root??????????0?????S????[kupdated]
????7?????????root??????????0?????S????[mtdblockd]
????8?????????root??????????0?????S????[khubd]
???35?????????root???????2104?????S????/bin/bash?/usr/etc/rc.local
???36?????????root???????2324?????S????/bin/bash
???41?????????root???????1364?????S????/sbin/inetd
???53?????????root??????14260?????S????/Qtopia/qtopia-free-1.7.0/bin/qpe?-qws
???54?????????root??????11672?????S????quicklauncher
???65?????????root??????????0?????S????[usb-storage-0]
???66?????????root??????????0?????S????[scsi_eh_0]
???83?????????root???????2020?????R????ps?-ef
$?env
……
PATH=/Qtopia/qtopia-free-1.7.0/bin:/usr/bin:/bin:/usr/sbin:/sbin
?????……
?
此程序的運(yùn)行結(jié)果與在shell中直接鍵入命令“ps?-ef”是一樣的，當(dāng)然，在不同系統(tǒng)的不同時刻都可能會有不同的結(jié)果。
接下來的示例使用完整的文件目錄來查找對應(yīng)的可執(zhí)行文件。注意目錄必須以“/”開頭，否則將其視為文件名。
/*execl.c*/
#include?<unistd.h>
#include?<stdio.h>
#include?<stdlib.h>
int?main()
{
????if?(fork()?==?0)
????{
?????????/*調(diào)用execl()函數(shù)，注意這里要給出ps程序所在的完整路徑*/
?????????if?(execl("/bin/ps","ps","-ef",NULL)?<?0)
?????????{
?????????printf("Execl?errorn");
?????????}
????}
}
同樣下載到目標(biāo)板上運(yùn)行，運(yùn)行結(jié)果同上例。
下面的示例利用函數(shù)execle()，將環(huán)境變量添加到新建的子進(jìn)程中，這里的“env”是查看當(dāng)前進(jìn)程環(huán)境變量的命令，如下所示：
/*?execle.c?*/
#include?<unistd.h>
#include?<stdio.h>
#include?<stdlib.h>
int?main()
{
????/*命令參數(shù)列表，必須以NULL結(jié)尾*/
????char?*envp[]={"PATH=/tmp","USER=david",?NULL};
????
????if?(fork()?==?0)
????{
?????????/*調(diào)用execle()函數(shù)，注意這里也要指出env的完整路徑*/
?????????if?(execle("/usr/bin/env",?"env",?NULL,?envp)?<?0)
?????????{
?????????????printf("Execle?errorn");
?????????}
????}
}
下載到目標(biāo)板后的運(yùn)行結(jié)果如下所示：
$./execle
PATH=/tmp
USER=sunq
最后一個示例使用execve()函數(shù)，通過構(gòu)造指針數(shù)組的方式來傳遞參數(shù)，注意參數(shù)列表一定要以NULL作為結(jié)尾標(biāo)識符。其代碼和運(yùn)行結(jié)果如下所示：
#include?<unistd.h>
#include?<stdio.h>
#include?<stdlib.h>
int?main()
{
????/*命令參數(shù)列表，必須以NULL結(jié)尾*/
????char?*arg[]?=?{"env",?NULL};
????char?*envp[]?=?{"PATH=/tmp",?"USER=david",?NULL};
????
????if?(fork()?==?0)
????{
?????????if?(execve("/usr/bin/env",?arg,?envp)?<?0)
?????????{
?????????printf("Execve?errorn");
????????}
????}
}
下載到目標(biāo)板后的運(yùn)行結(jié)果如下所示：
$?./execve
PATH=/tmp
USER=david
（4）exec函數(shù)族使用注意點(diǎn)。
在使用exec函數(shù)族時，一定要加上錯誤判斷語句。exec很容易執(zhí)行失敗，其中最常見的原因有：
n 找不到文件或路徑，此時errno被設(shè)置為ENOENT；?
n 數(shù)組argv和envp忘記用NULL結(jié)束，此時errno被設(shè)置為EFAULT；?
n 沒有對應(yīng)可執(zhí)行文件的運(yùn)行權(quán)限，此時errno被設(shè)置為EACCES。
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小知識 |
事實(shí)上，這6個函數(shù)中真正的系統(tǒng)調(diào)用只有execve()，其他5個都是庫函數(shù)，它們最終都會調(diào)用execve()這個系統(tǒng)調(diào)用。 |
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3．exit()和_exit()
（1）exit()和_exit()函數(shù)說明。
exit()和_exit()函數(shù)都是用來終止進(jìn)程的。當(dāng)程序執(zhí)行到exit()或_exit()時，進(jìn)程會無條件地停止剩下的所有操作，清除包括PCB在內(nèi)的各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并終止本進(jìn)程的運(yùn)行。但是，這兩個函數(shù)還是有區(qū)別的，這兩個函數(shù)的調(diào)用過程如圖7.4所示。
圖7.4??exit和_exit函數(shù)流程圖
從圖中可以看出，_exit()函數(shù)的作用是：直接使進(jìn)程停止運(yùn)行，清除其使用的內(nèi)存空間，并清除其在內(nèi)核中的各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；exit()函數(shù)則在這些基礎(chǔ)上做了一些包裝，在執(zhí)行退出之前加了若干道工序。exit()函數(shù)與_exit()函數(shù)最大的區(qū)別就在于exit()函數(shù)在調(diào)用exit系統(tǒng)之前要檢查文件的打開情況，把文件緩沖區(qū)中的內(nèi)容寫回文件，就是圖中的“清理I/O緩沖”一項(xiàng)。
由于在Linux的標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)庫中，有一種被稱作“緩沖I/O（buffered?I/O）”操作，其特征就是對應(yīng)每一個打開的文件，在內(nèi)存中都有一片緩沖區(qū)。每次讀文件時，會連續(xù)讀出若干條記錄，這樣在下次讀文件時就可以直接從內(nèi)存的緩沖區(qū)中讀??；同樣，每次寫文件的時候，也僅僅是寫入內(nèi)存中的緩沖區(qū)，等滿足了一定的條件（如達(dá)到一定數(shù)量或遇到特定字符等），再將緩沖區(qū)中的內(nèi)容一次性寫入文件。
這種技術(shù)大大增加了文件讀寫的速度，但也為編程帶來了一些麻煩。比如有些數(shù)據(jù)，認(rèn)為已經(jīng)被寫入文件中，實(shí)際上因?yàn)闆]有滿足特定的條件，它們還只是被保存在緩沖區(qū)內(nèi)，這時用_exit()函數(shù)直接將進(jìn)程關(guān)閉，緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)就會丟失。因此，若想保證數(shù)據(jù)的完整性，就一定要使用exit()函數(shù)。
（2）exit()和_exit()函數(shù)語法。
表7.5列出了exit()和_exit()函數(shù)的語法規(guī)范。
表7.5 exit()和_exit()函數(shù)族語法
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所需頭文件 |
exit：#include?<stdlib.h> |
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_exit：#include?<unistd.h> |
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函數(shù)原型 |
exit：void?exit(int?status) |
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_exit：void?_exit(int?status) |
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函數(shù)傳入值 |
status是一個整型的參數(shù)，可以利用這個參數(shù)傳遞進(jìn)程結(jié)束時的狀態(tài)。一般來說，0表示正常結(jié)束；其他的數(shù)值表示出現(xiàn)了錯誤，進(jìn)程非正常結(jié)束。 |
（3）exit()和_exit()使用實(shí)例。
這兩個示例比較了exit()和_exit()兩個函數(shù)的區(qū)別。由于printf()函數(shù)使用的是緩沖I/O方式，該函數(shù)在遇到“n”換行符時自動從緩沖區(qū)中將記錄讀出。示例中就是利用這個性質(zhì)來進(jìn)行比較的。以下是示例1的代碼：
/*?exit.c?*/
#include?<stdio.h>
#include?<stdlib.h>
int?main()
{
??????printf("Using?exit...n");
??????printf("This?is?the?content?in?buffer");
??????exit(0);
}
$./exit
Using?exit...
This?is?the?content?in?buffer?$
讀者從輸出的結(jié)果中可以看到，調(diào)用exit()函數(shù)時，緩沖區(qū)中的記錄也能正常輸出。
以下是示例2的代碼：
/*?_exit.c?*/
#include?<stdio.h>
#include?<unistd.h>
int?main()
{
??????printf("Using?_exit...n");
??????printf("This?is?the?content?in?buffer");?/*?加上回車符之后結(jié)果又如何?*/
??????_exit(0);
}
$?./_exit
Using?_exit...
$
讀者從最后的結(jié)果中可以看到，調(diào)用_exit()函數(shù)無法輸出緩沖區(qū)中的記錄。
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小知識 |
在一個進(jìn)程調(diào)用了exit()之后，該進(jìn)程并不會立刻完全消失，而是留下一個稱為僵尸進(jìn)程（Zombie）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。僵尸進(jìn)程是一種非常特殊的進(jìn)程，它已經(jīng)放棄了幾乎所有的內(nèi)存空間，沒有任何可執(zhí)行代碼，也不能被調(diào)度，僅僅在進(jìn)程列表中保留一個位置，記載該進(jìn)程的退出狀態(tài)等信息供其他進(jìn)程收集，除此之外，僵尸進(jìn)程不再占有任何內(nèi)存空間。 |
4．wait()和waitpid()
（1）wait()和waitpid()函數(shù)說明。
wait()函數(shù)是用于使父進(jìn)程（也就是調(diào)用wait()的進(jìn)程）阻塞，直到一個子進(jìn)程結(jié)束或者該進(jìn)程接到了一個指定的信號為止。如果該父進(jìn)程沒有子進(jìn)程或者他的子進(jìn)程已經(jīng)結(jié)束，則wait()就會立即返回。
waitpid()的作用和wait()一樣，但它并不一定要等待第一個終止的子進(jìn)程，它還有若干選項(xiàng)，如可提供一個非阻塞版本的wait()功能，也能支持作業(yè)控制。實(shí)際上wait()函數(shù)只是waitpid()函數(shù)的一個特例，在Linux內(nèi)部實(shí)現(xiàn)wait()函數(shù)時直接調(diào)用的就是waitpid()函數(shù)。
（2）wait()和waitpid()函數(shù)格式說明。
表7.6列出了wait()函數(shù)的語法規(guī)范。
表7.6 wait()函數(shù)族語法
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所需頭文件 |
#include?<sys/types.h> |
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函數(shù)原型 |
pid_t?wait(int?*status) |
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函數(shù)傳入值 |
這里的status是一個整型指針，是該子進(jìn)程退出時的狀態(tài) |
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函數(shù)返回值 |
成功：已結(jié)束運(yùn)行的子進(jìn)程的進(jìn)程號 |
表7.7列出了waitpid()函數(shù)的語法規(guī)范。
表7.7 waitpid()函數(shù)語法
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所需頭文件 |
#include?<sys/types.h> |
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函數(shù)原型 |
pid_t?waitpid(pid_t?pid,?int?*status,?int?options) |
續(xù)表
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函數(shù)傳入值 |
Pid |
pid?>?0：只等待進(jìn)程ID等于pid的子進(jìn)程，不管已經(jīng)有其他子進(jìn)程運(yùn)行結(jié)束退出了，只要指定的子進(jìn)程還沒有結(jié)束，waitpid()就會一直等下去 |
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pid?=?-1：等待任何一個子進(jìn)程退出，此時和wait()作用一樣 |
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pid?=?0：等待其組ID等于調(diào)用進(jìn)程的組ID的任一子進(jìn)程 |
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pid?<?-1：等待其組ID等于pid的絕對值的任一子進(jìn)程 |
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status |
同wait() |
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options |
WNOHANG：若由pid指定的子進(jìn)程不立即可用，則waitpid()不阻塞，此時返回值為0 |
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WUNTRACED：若實(shí)現(xiàn)某支持作業(yè)控制，則由pid指定的任一子進(jìn)程狀態(tài)已暫停，且其狀態(tài)自暫停以來還未報(bào)告過，則返回其狀態(tài) |
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0：同wait()，阻塞父進(jìn)程，等待子進(jìn)程退出 |
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函數(shù)返回值 |
正常：已經(jīng)結(jié)束運(yùn)行的子進(jìn)程的進(jìn)程號 |
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使用選項(xiàng)WNOHANG且沒有子進(jìn)程退出：0 |
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調(diào)用出錯：-1 |
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?
3）waitpid()使用實(shí)例。
由于wait()函數(shù)的使用較為簡單，在此僅以waitpid()為例進(jìn)行講解。本例中首先使用fork()創(chuàng)建一個子進(jìn)程，然后讓其子進(jìn)程暫停5s（使用了sleep()函數(shù)）。接下來對原有的父進(jìn)程使用waitpid()函數(shù)，并使用參數(shù)WNOHANG使該父進(jìn)程不會阻塞。若有子進(jìn)程退出，則waitpid()返回子進(jìn)程號；若沒有子進(jìn)程退出，則waitpid()返回0，并且父進(jìn)程每隔一秒循環(huán)判斷一次。該程序的流程圖如圖7.5所示。
圖7.5??waitpid示例程序流
該程序源代碼如下所示：
/*?waitpid.c?*/
#include?<sys/types.h>
#include?<sys/wait.h>
#include?<unistd.h>
#include?<stdio.h>?????????????????????????
#include?<stdlib.h>?
int?main()
{
????pid_t?pc,?pr;
????
????pc?=?fork();
????if?(pc?<?0)
????{
????????printf("Error?forkn");
????}
????else?if?(pc?==?0)?/*子進(jìn)程*/
????{?
????????/*子進(jìn)程暫停5s*/
????????sleep(5);????????
????????/*子進(jìn)程正常退出*/
????????exit(0);
????}
????else?/*父進(jìn)程*/
????{
????????/*循環(huán)測試子進(jìn)程是否退出*/
???????do
????????{
?????????????/*調(diào)用waitpid，且父進(jìn)程不阻塞*/
?????????????pr?=?waitpid(pc,?NULL,?WNOHANG);
?????????????/*若子進(jìn)程還未退出，則父進(jìn)程暫停1s*/
?????????????if?(pr?==?0)
?????????????{
??????????????????printf("The?child?process?has?not?exitedn");
?????????????sleep(1);
?????????????}
????????}?while?(pr?==?0);
????????
????????/*若發(fā)現(xiàn)子進(jìn)程退出，打印出相應(yīng)情況*/
????????if?(pr?==?pc)
????????{
????????????printf("Get?child?exit?code:?%dn",pr);
????????}
????????else
????????{
????????????printf("Some?error?occured.n");
????????}
????}
}
將該程序交叉編譯，下載到目標(biāo)板后的運(yùn)行結(jié)果如下所示：
$./waitpid
The?child?process?has?not?exited
The?child?process?has?not?exited
The?child?process?has?not?exited
The?child?process?has?not?exited
The?child?process?has?not?exited
Get?child?exit?code:?75
可見，該程序在經(jīng)過5次循環(huán)之后，捕獲到了子進(jìn)程的退出信號，具體的子進(jìn)程號在不同的系統(tǒng)上會有所區(qū)別。
讀者還可以嘗試把“pr?=?waitpid(pc,?NULL,?WNOHANG);”這句改為“pr?=?waitpid(pc,?NULL,?0);”或者“pr?=?wait(NULL);”，運(yùn)行的結(jié)果為：
$./waitpid
Get?child?exit?code:?76
可見，在上述兩種情況下，父進(jìn)程在調(diào)用waitpid()或wait()之后就將自己阻塞，直到有子進(jìn)程退出為止。
