深入探究waitpid函数

一、介绍waitpid函数

waitpid函数是Linux系统中的一种进程管理函数，在C语言中调用此函数可以获取已经结束的子进程的状态信息。在正常情况下，一个进程结束时可以通过waitpid函数获取该进程的结束状态信息，同时可以防止出现僵尸进程，为其他进程的正常运行提供了保障。

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

其中pid为要等待的子进程ID，status为进程结束状态信息，options为等待的行为选项。

二、对waitpid函数的详细解释

1、pid参数的解释

pid参数有以下几种情况：

（1）pid>0时，表示等待进程ID为pid的子进程结束。

（2）pid=0时，表示等待与当前进程所在进程组ID相同的任意一个子进程结束。

（3）pid<-1时，表示等待进程组ID为-pid的任意一个子进程结束。

（4）pid=-1时，表示等待任意一个子进程结束。

2、status参数的解释

status参数是一个int类型指针，用于存储子进程状态信息。

子进程的退出状态信息可以用宏定义来解析：

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

3、options参数的解释

options参数有以下三种情况：

（1）options=0时，阻塞等待子进程结束。

（2）options=WNOHANG时，表示不阻塞等待子进程结束，立即返回。

（3）options=WUNTRACED时，表示返回终止子进程信息和由于信号而引起的停止子进程信息。

三、示例代码

下面是一个简单的示例，父进程创建了多个子进程并等待它们结束。

#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);  //等待任意一个子进程结束
        if(pid==-1){
            perror("waitpid error");
        }
        else{
            printf("child %d exited with status %d\n",pid,WEXITSTATUS(status));
        }
    }

    return 0;
}

四、总结

waitpid函数是Linux操作系统中进程管理非常重要的函数之一，可以获取子进程的结束信息，并且防止出现僵尸进程。我们在使用waitpid函数的时候，需要注意pid参数的四种情况，status参数的用法以及options参数的三种情况，避免出现一些误用的情况。同时，在获取子进程的退出状态时，需要使用宏定义来解析状态信息，才能获得正确的退出状态。