深入探究waitpid函數

一、介紹waitpid函數

waitpid函數是Linux系統中的一種進程管理函數，在C語言中調用此函數可以獲取已經結束的子進程的狀態信息。在正常情況下，一個進程結束時可以通過waitpid函數獲取該進程的結束狀態信息，同時可以防止出現殭屍進程，為其他進程的正常運行提供了保障。

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

其中pid為要等待的子進程ID，status為進程結束狀態信息，options為等待的行為選項。

二、對waitpid函數的詳細解釋

1、pid參數的解釋

pid參數有以下幾種情況：

（1）pid>0時，表示等待進程ID為pid的子進程結束。

（2）pid=0時，表示等待與當前進程所在進程組ID相同的任意一個子進程結束。

（3）pid<-1時，表示等待進程組ID為-pid的任意一個子進程結束。

（4）pid=-1時，表示等待任意一個子進程結束。

2、status參數的解釋

status參數是一個int類型指針，用於存儲子進程狀態信息。

子進程的退出狀態信息可以用宏定義來解析：

#define WIFEXITED(status)   (((status) & 0xFF) == 0)
#define WEXITSTATUS(status) (((status) & 0xFF00) >> 8)

3、options參數的解釋

options參數有以下三種情況：

（1）options=0時，阻塞等待子進程結束。

（2）options=WNOHANG時，表示不阻塞等待子進程結束，立即返回。

（3）options=WUNTRACED時，表示返回終止子進程信息和由於信號而引起的停止子進程信息。

三、示例代碼

下面是一個簡單的示例，父進程創建了多個子進程並等待它們結束。

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

int main(void)
{
    pid_t pid;
    int status;
    int i;

    for(i=0;i<5;i++){
        pid=fork();
        if(pid==-1){
            perror("fork error");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        else if(pid==0){
            printf("child %d: pid=%d\n",i,getpid());
            exit(i);
        }
    }

    for(i=0;i<5;i++){
        pid=waitpid(-1,&status,0);  //等待任意一個子進程結束
        if(pid==-1){
            perror("waitpid error");
        }
        else{
            printf("child %d exited with status %d\n",pid,WEXITSTATUS(status));
        }
    }

    return 0;
}

四、總結

waitpid函數是Linux操作系統中進程管理非常重要的函數之一，可以獲取子進程的結束信息，並且防止出現殭屍進程。我們在使用waitpid函數的時候，需要注意pid參數的四種情況，status參數的用法以及options參數的三種情況，避免出現一些誤用的情況。同時，在獲取子進程的退出狀態時，需要使用宏定義來解析狀態信息，才能獲得正確的退出狀態。