Linux使用waitpid回收多個子進程的方法小結(jié)

更新時間：2025年11月10日 09:43:22 作者：郝學(xué)勝-神的一滴

在Unix/Linux系統(tǒng)中,創(chuàng)建子進程后,父進程需要負責(zé)回收這些子進程的資源,否則會導(dǎo)致"僵尸進程"的產(chǎn)生,本文將詳細介紹如何使用waitpid系統(tǒng)調(diào)用有效地回收多個子進程,需要的朋友可以參考下

什么是waitpid

waitpid是Unix/Linux系統(tǒng)提供的一個系統(tǒng)調(diào)用，用于等待子進程的狀態(tài)改變并回收其資源。相比于wait函數(shù)，waitpid提供了更靈活的控制選項，可以指定等待哪個特定的子進程，以及是否阻塞等待【1†source】。

#include <sys/wait.h>

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

參數(shù)說明：

pid: 要等待的子進程ID。特殊值包括：

-1: 等待任意子進程
0: 等待與調(diào)用進程同組的任意子進程

0: 等待指定PID的子進程

status: 用于存儲子進程退出狀態(tài)的指針
options: 控制選項，最常用的是WNOHANG，表示非阻塞模式

回收多個子進程的方法

方法一：循環(huán)調(diào)用waitpid

最簡單的方法是在父進程中循環(huán)調(diào)用waitpid，直到所有子進程都被回收：

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

int main() {
    pid_t pids[5];
    int i;
    
    // 創(chuàng)建5個子進程
    for (i = 0; i < 5; i++) {
        pids[i] = fork();
        if (pids[i] == 0) {
            // 子進程代碼
            printf("Child process %d started\n", getpid());
            sleep(1 + rand() % 3); // 隨機休眠1-3秒
            printf("Child process %d exiting\n", getpid());
            exit(0);
        }
    }
    
    // 父進程回收子進程
    int status;
    pid_t pid;
    
    for (i = 0; i < 5; i++) {
        pid = waitpid(pids[i], &status, 0);
        if (pid == -1) {
            perror("waitpid");
            exit(1);
        }
        printf("Parent reaped child %d\n", pid);
    }
    
    return 0;
}

方法二：非阻塞方式回收子進程

使用WNOHANG選項，父進程可以在不阻塞的情況下檢查子進程狀態(tài)：

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

int main() {
    pid_t pids[5];
    int i;
    
    // 創(chuàng)建5個子進程
    for (i = 0; i < 5; i++) {
        pids[i] = fork();
        if (pids[i] == 0) {
            // 子進程代碼
            printf("Child process %d started\n", getpid());
            sleep(1 + rand() % 3); // 隨機休眠1-3秒
            printf("Child process %d exiting\n", getpid());
            exit(0);
        }
    }
    
    // 父進程非阻塞方式回收子進程
    int status;
    pid_t pid;
    int children_left = 5;
    
    while (children_left > 0) {
        pid = waitpid(-1, &status, WNOHANG);
        
        if (pid > 0) {
            // 成功回收一個子進程
            printf("Parent reaped child %d\n", pid);
            children_left--;
        } else if (pid == 0) {
            // 有子進程仍在運行
            printf("Waiting for children to finish...\n");
            sleep(1);
        } else {
            // 出錯
            perror("waitpid");
            exit(1);
        }
    }
    
    printf("All children have been reaped\n");
    return 0;
}

方法三：信號處理方式回收子進程

可以通過SIGCHLD信號來通知父進程子進程已經(jīng)終止，然后在信號處理函數(shù)中回收子進程：

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

void sigchld_handler(int sig) {
    int status;
    pid_t pid;
    
    // 回收所有已終止的子進程
    while ((pid = waitpid(-1, &status, WNOHANG)) > 0) {
        printf("Parent reaped child %d\n", pid);
    }
}

int main() {
    pid_t pids[5];
    int i;
    
    // 設(shè)置SIGCHLD信號處理
    struct sigaction sa;
    sa.sa_handler = sigchld_handler;
    sigemptyset(&sa.sa_mask);
    sa.sa_flags = SA_RESTART | SA_NOCLDSTOP;
    if (sigaction(SIGCHLD, &sa, NULL) == -1) {
        perror("sigaction");
        exit(1);
    }
    
    // 創(chuàng)建5個子進程
    for (i = 0; i < 5; i++) {
        pids[i] = fork();
        if (pids[i] == 0) {
            // 子進程代碼
            printf("Child process %d started\n", getpid());
            sleep(1 + rand() % 3); // 隨機休眠1-3秒
            printf("Child process %d exiting\n", getpid());
            exit(0);
        }
    }
    
    // 父進程繼續(xù)執(zhí)行其他任務(wù)
    printf("Parent doing other work...\n");
    sleep(5);
    printf("Parent finished\n");
    
    return 0;
}

最佳實踐和注意事項

及時回收子進程：父進程應(yīng)該及時回收子進程，避免僵尸進程的產(chǎn)生【2†source】。
處理異常情況：在調(diào)用waitpid時，應(yīng)該檢查返回值，處理可能的錯誤情況。
信號處理注意事項：使用信號處理方式回收子進程時，需要注意信號處理函數(shù)的可重入性和安全性。
避免競爭條件：在多線程環(huán)境中使用waitpid時，需要注意同步問題，避免競爭條件。
使用WNOHANG：對于需要同時處理多個任務(wù)的父進程，使用WNOHANG選項可以避免阻塞，提高程序的響應(yīng)性【3†source】。

總結(jié)

waitpid是Unix/Linux系統(tǒng)中回收子進程的強大工具，通過合理使用waitpid及其選項，父進程可以有效地管理多個子進程。本文介紹了三種常見的回收多個子進程的方法，包括循環(huán)調(diào)用、非阻塞方式和信號處理方式，并提供了相應(yīng)的代碼示例。根據(jù)具體的應(yīng)用場景和需求，選擇最適合的方法來管理子進程，可以提高程序的健壯性和效率。

在實際開發(fā)中，還需要考慮程序的錯誤處理、資源釋放和信號安全等問題，確保程序在各種情況下都能正確運行。

以上就是Linux使用waitpid回收多個子進程的方法小結(jié)的詳細內(nèi)容，更多關(guān)于Linux waitpid回收多個子進程的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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