在 C 中等待子进程终止的最佳实践

Posted 2023-02-14

【中文标题】在 C 中等待子进程终止的最佳实践

【英文标题】：Best practice for waiting for a child process termination in C

【发布时间】：2021-12-14 06:15:47

【问题描述】：

我正在编写一个 C 库，它会在某个时候分叉另一个进程，然后等待其完成。

我想以最稳健和通用的方式编写等待子进程完成的代码，以处理所有可能的情况，例如调用进程产生其他子进程、接收信号等。

以下 C 代码是否正确使用waitpid，即以最稳健的方式？

void waitForChildProcess(int child_pid) 
    int rc, err;
    do 
        //waiting only for my own child and only for its termination.
        //The status value is irrelevant (I think) because option '0' should mean 
        //to only wait for a child termination event 
        // and I don't care about the child's exit code:
        rc = waitpid(child_pid, NULL, 0);
        err = errno;
     while (rc == -1 && err == EINTR); //ignoring a signal

【问题讨论】：

如果你在生成子进程后什么都不做，fork() 不是更容易吗？

@Matthieu fork() 是产生子进程的函数。父进程获取子进程 PID 的副本，OP 希望使用该信息等待子进程终止。

【参考方案1】：

是的，waitpid(child_pid, ...) 是最稳健的方式。

如果子进程已经退出，它将返回 child_pid，如果发生错误，则返回 -1 并设置errno（ECHILD 如果子进程不存在（从未创建或已被收割）或不是此进程的子进程，EINVAL 如果选项（第三个参数）具有无效值，或者 EINTR 如果信号被传递到未安装 SA_RESTART 标志的信号处理程序），或者0 如果WNOHANG选项（第三个参数）已指定，子进程尚未退出。

不过，我建议稍作改动：

/* Wait for child process to exit.
 * @child_pid   Process ID of the child process
 * @status      Pointer to where the child status
 *              is stored; may be NULL
 * @return       0  if success
 *              -1  if an error occurs, see errno.
*/
int waitForChildProcess(pid_t child_pid, int *status)

    int rc;

    if (child_pid <= 1) 
        errno = EINVAL;
        return -1;
    

    do 
        rc = waipid(child_pid, status, 0);
     while (rc == -1 && errno == EINTR);
    if (rc == child_pid)
        return 0;

    /* This should not happen, but let's be careful. */
    if (rc != -1)
        errno = ECHILD;

    return -1;

在 Linux 和 POSIXy 系统中，进程 ID 是正整数。正如您在man 2 waitpid 手册页中所见，零和负PID 指的是进程组，而-1 指的是任何子进程。进程1特殊，init；它永远不会退出并设置其余的用户空间。因此，当前进程的子进程可以拥有的最小 PID 是 2。

我认为为这些使用正确的类型是明智的：pid_t 用于进程 ID，例如 size_t 用于对象的内存大小（包括 strlen() 的返回值。）

提供status 指针（以便调用者可以使用WIFEXITED()+WEXITSTATUS() 或WIFSIGNALED()+WTERMSIG() 进行检查）很方便，因为任何对它不感兴趣的调用者都可以提供@987654339 @。 （NULL 明确允许用于 wait() 和 waitpid() 的状态指针。）

从技术上讲，options==0、waitpid() 应该只返回子 PID 或 -1（设置 errno）。但是，由于检查非常便宜，我更愿意将其他所有内容都视为 ECHILD 错误，因为这样会得到最可靠的结果。

调用者可以随意忽略返回值。但是，如果他们想知道，如果成功则返回值为 0，否则为 -1 并设置 errno（并且 strerror(errno) 提供了文本原因）。

【讨论】：

我没有'-1;你的答案，但我看不出额外的代码行如何带来更多的健壮性。例如，在 while 循环之后，'rc' 怎么可能是 child_pid 或 -1 以外的任何值？