waitpid

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waitpid 是 Unix/Linux 系统中用于等待子进程状态变化的系统调用。它允许父进程挂起执行，直到指定的子进程终止或者发生了其他指定的状态变化。

`waitpid` 的语法

pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);

pid: 要等待的子进程的进程 ID，特殊值如下：
- pid > 0: 等待进程 ID 为 pid 的特定子进程。
- pid == 0: 等待任何属于与调用进程相同进程组的子进程。
- pid < -1: 等待进程组 ID 等于 |pid| 的任何子进程。
- pid == -1: 等待任何子进程，即等效于 wait()。
status: 指向一个 int 变量的指针，用于保存子进程的终止状态。
options: 可以是 0 或者下列标志的组合：
- WNOHANG: 如果没有子进程退出或状态变化，则立即返回，而不阻塞。
- WUNTRACED: 当一个子进程停止（例如被 SIGSTOP 信号停止）时返回其状态，而不是等到子进程终止。
- WCONTINUED: 如果子进程在接收到 SIGCONT 信号后继续运行，并且其状态尚未报告，则返回其状态。

`waitpid` 的返回值

成功时，返回等待的子进程的 PID。
如果设置了 WNOHANG 且没有立即可用的子进程终止状态，则返回 0。
失败时，返回 -1，并设置 errno 以指示错误。

`status` 变量解释

status 变量是一个整数，包含子进程的状态信息。可以使用一系列宏来解析这个状态值：

WIFEXITED(status)：如果子进程正常终止，则返回非零值。
WEXITSTATUS(status)：如果子进程正常终止，返回子进程的退出状态码。
WIFSIGNALED(status)：如果子进程因信号终止，则返回非零值。
WTERMSIG(status)：如果子进程因信号终止，返回导致终止的信号编号。
WIFSTOPPED(status)：如果子进程处于停止状态，则返回非零值。
WSTOPSIG(status)：如果子进程处于停止状态，返回导致停止的信号编号。
WIFCONTINUED(status)：如果子进程已继续执行，则返回非零值（使用 WCONTINUED 标志时）。

示例代码

以下是一个使用 waitpid 等待子进程终止的示例代码：

#include <iostream>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>

int main() {
    pid_t pid = fork();

    if (pid == 0) {
        // 子进程代码
        std::cout << "Child process running, PID: " << getpid() << std::endl;
        sleep(2);  // 模拟一些工作
        std::cout << "Child process terminating" << std::endl;
        return 42;  // 子进程的退出状态码
    } else if (pid > 0) {
        // 父进程代码
        int status;
        pid_t result = waitpid(pid, &status, 0);  // 等待子进程终止

        if (result == -1) {
            std::cerr << "waitpid failed" << std::endl;
        } else {
            std::cout << "Child process " << result << " terminated" << std::endl;

            if (WIFEXITED(status)) {
                std::cout << "Child exited with status: " << WEXITSTATUS(status) << std::endl;
            } else if (WIFSIGNALED(status)) {
                std::cout << "Child killed by signal: " << WTERMSIG(status) << std::endl;
            } else if (WIFSTOPPED(status)) {
                std::cout << "Child stopped by signal: " << WSTOPSIG(status) << std::endl;
            } else if (WIFCONTINUED(status)) {
                std::cout << "Child continued" << std::endl;
            }
        }
    } else {
        std::cerr << "fork failed" << std::endl;
    }

    return 0;
}

代码解释

fork(): 创建一个子进程。pid 为 0 表示子进程，在子进程中执行特定代码。pid 为正表示父进程，父进程等待子进程结束。
waitpid(pid, &status, 0): 父进程调用 waitpid 等待子进程终止，并获取其退出状态。
WIFEXITED(status): 检查子进程是否正常退出。如果是，WEXITSTATUS(status) 将返回子进程的退出状态码。
WIFSIGNALED(status): 检查子进程是否被信号终止。如果是，WTERMSIG(status) 将返回导致子进程终止的信号编号。

`waitpid` 的常见应用

管理多个子进程：waitpid 可以与 WNOHANG 选项一起使用，用于轮询多个子进程的状态，适合管理并发运行的子进程。
处理特定子进程：通过传递特定的 PID，waitpid 可以用于等待和管理某个特定子进程的状态变化。
防止僵尸进程：父进程使用 waitpid 回收子进程的退出状态，可以防止僵尸进程的产生。

总结

waitpid 是一个强大的系统调用，允许父进程灵活地等待和处理子进程的状态变化。通过正确使用 waitpid，可以有效地管理并发进程，处理子进程的终止状态，防止僵尸进程。

waitpid

waitpid 的语法

waitpid 的返回值

status 变量解释