引言

在 Linux 系統(tǒng)中，進(jìn)程管理是一個(gè)核心概念。當(dāng)父進(jìn)程創(chuàng)建子進(jìn)程后，子進(jìn)程可能會(huì)在父進(jìn)程之前終止。如果父進(jìn)程沒有及時(shí)回收子進(jìn)程的資源，子進(jìn)程會(huì)變成僵尸進(jìn)程（Zombie Process），占用系統(tǒng)資源。為了避免這種情況，Linux 提供了 wait 和 waitpid 函數(shù)，用于回收子進(jìn)程并獲取其退出狀態(tài)信息。

本文將詳細(xì)講解 wait 函數(shù)的使用方法、工作原理以及如何通過代碼實(shí)現(xiàn)子進(jìn)程的回收，避免僵尸進(jìn)程的產(chǎn)生。

wait 函數(shù)的作用

wait 函數(shù)的作用是阻塞父進(jìn)程，直到一個(gè)子進(jìn)程終止。當(dāng)子進(jìn)程終止時(shí)，wait 函數(shù)會(huì)返回子進(jìn)程的退出狀態(tài)，并回收子進(jìn)程的資源。具體功能包括：

1. 阻塞父進(jìn)程：父進(jìn)程在調(diào)用 wait 后會(huì)進(jìn)入阻塞狀態(tài)，直到子進(jìn)程終止。
2. 獲取子進(jìn)程退出狀態(tài)：通過 wait 函數(shù)可以獲取子進(jìn)程的退出狀態(tài)信息。
3. 回收子進(jìn)程資源：wait 函數(shù)會(huì)清理子進(jìn)程的進(jìn)程控制塊（PCB），釋放子進(jìn)程占用的資源【1†source】。

創(chuàng)建僵尸進(jìn)程的示例

在深入講解 wait 函數(shù)之前，我們先通過一個(gè)示例代碼展示僵尸進(jìn)程的產(chǎn)生。

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

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

    if (pid == -1) {
        perror("fork");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if (pid == 0) {
        // 子進(jìn)程
        printf("Child process (PID: %d) is exiting.\n", getpid());
        exit(EXIT_SUCCESS);
    } else {
        // 父進(jìn)程
        printf("Parent process (PID: %d) is running. Child PID: %d\n", getpid(), pid);
        sleep(10); // 父進(jìn)程繼續(xù)運(yùn)行，但不調(diào)用 wait()
        printf("Parent process exiting.\n");
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }

    return 0;
}

代碼解釋

1. fork() ：創(chuàng)建子進(jìn)程。pid 為 0 表示子進(jìn)程，正值表示父進(jìn)程的 PID。
2. 子進(jìn)程終止：子進(jìn)程調(diào)用 exit(EXIT_SUCCESS) 終止。
3. 父進(jìn)程未回收：父進(jìn)程未調(diào)用 wait，導(dǎo)致子進(jìn)程成為僵尸進(jìn)程。

運(yùn)行上述代碼后，可以使用以下命令查看僵尸進(jìn)程：

ps -o pid,ppid,stat,cmd

僵尸進(jìn)程的 STAT 列將顯示為 Z【5†source】。

使用 wait 函數(shù)回收子進(jìn)程

為了避免僵尸進(jìn)程的產(chǎn)生，父進(jìn)程需要調(diào)用 wait 或 waitpid 函數(shù)來回收子進(jìn)程。以下是使用 wait 函數(shù)的示例代碼。

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

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

    if (pid == -1) {
        perror("fork");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if (pid == 0) {
        // 子進(jìn)程
        printf("Child process (PID: %d) is exiting.\n", getpid());
        exit(EXIT_SUCCESS);
    } else {
        // 父進(jìn)程
        printf("Parent process (PID: %d) is waiting for child %d.\n", getpid(), pid);
        
        // 調(diào)用 wait 回收子進(jìn)程
        int status;
        pid_t child_pid = wait(&status);
        
        if (child_pid == -1) {
            perror("wait");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        
        printf("Child process %d terminated with status %d.\n", child_pid, status);
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }

    return 0;
}

代碼解釋

1. fork() ：創(chuàng)建子進(jìn)程。
2. 子進(jìn)程終止：子進(jìn)程調(diào)用 exit(EXIT_SUCCESS)。
3. 父進(jìn)程調(diào)用 wait ：父進(jìn)程調(diào)用 wait(&status) 阻塞，直到子進(jìn)程終止。
4. 獲取退出狀態(tài)：status 包含子進(jìn)程的退出狀態(tài)信息。
5. 回收子進(jìn)程資源：wait 函數(shù)回收子進(jìn)程的資源，避免僵尸進(jìn)程的產(chǎn)生。

wait 函數(shù)的詳細(xì)解析

函數(shù)原型

pid_t wait(int *status);

參數(shù)說明

• status ：一個(gè)指向整數(shù)的指針，用于存儲(chǔ)子進(jìn)程的退出狀態(tài)信息。如果 status 為 NULL，則不返回退出狀態(tài)信息【6†source】。

返回值

• 成功：返回子進(jìn)程的 PID。
• 失敗：返回 -1，并設(shè)置 errno 以指示錯(cuò)誤原因。

注意事項(xiàng)

• wait 函數(shù)會(huì)阻塞父進(jìn)程，直到子進(jìn)程終止。
• 如果子進(jìn)程已經(jīng)終止，wait 函數(shù)會(huì)立即返回。
• 如果父進(jìn)程調(diào)用 wait 時(shí)沒有子進(jìn)程，函數(shù)會(huì)阻塞，直到有子進(jìn)程終止【7†source】。

處理僵尸進(jìn)程的方法

除了使用 wait 函數(shù)，還可以通過以下方法避免僵尸進(jìn)程的產(chǎn)生：

1. 及時(shí)調(diào)用 wait 或 waitpid ：父進(jìn)程在子進(jìn)程終止后立即調(diào)用 wait 或 waitpid 回收子進(jìn)程。
2. 使用信號(hào)處理：設(shè)置 SIGCHLD 信號(hào)處理函數(shù)，在信號(hào)處理函數(shù)中調(diào)用 wait 或 waitpid【8†source】。
3. 忽略 SIGCHLD 信號(hào)：調(diào)用 signal(SIGCHLD, SIG_IGN);，讓內(nèi)核自動(dòng)回收子進(jìn)程【9†source】。

常見問題解答

1. wait 函數(shù)會(huì)阻塞父進(jìn)程嗎？

是的，wait 函數(shù)會(huì)阻塞父進(jìn)程，直到子進(jìn)程終止【1†source】。

2. 如何避免僵尸進(jìn)程的產(chǎn)生？

及時(shí)調(diào)用 wait 或 waitpid 回收子進(jìn)程，或者設(shè)置 SIGCHLD 信號(hào)處理函數(shù)【8†source】。

3. wait 和 waitpid 的區(qū)別是什么？

• wait 函數(shù)會(huì)阻塞父進(jìn)程，直到任意一個(gè)子進(jìn)程終止。
• waitpid 函數(shù)可以指定要等待的子進(jìn)程，并支持非阻塞模式【6†source】。

總結(jié)

wait 函數(shù)是 Linux 進(jìn)程管理中一個(gè)重要的工具，用于回收子進(jìn)程并避免僵尸進(jìn)程的產(chǎn)生。通過調(diào)用 wait 函數(shù)，父進(jìn)程可以獲取子進(jìn)程的退出狀態(tài)信息，并清理子進(jìn)程的資源。在實(shí)際開發(fā)中，及時(shí)調(diào)用 wait 或 waitpid 函數(shù)是確保系統(tǒng)穩(wěn)定性和高效性的關(guān)鍵。

以上就是Linux使用wait函數(shù)回收子進(jìn)程的操作指南的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Linux wait回收子進(jìn)程的資料請(qǐng)關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！