前言：

当一个进程发起某种操作（如I/O请求、信号、锁的获取等），但该操作需要的资源暂时不可用时，进程会被操作系统挂起，进入“等待队列”或“阻塞状态”。在此期间，进程不占用CPU，但仍保留其内存、文件描述符等资源

进程等待的必要性

僵尸进程的存在

僵尸进程的成因

• 当子进程终止后，它的退出状态需要由父进程通过调用 wait() 或 waitpid() 系统调用回收。
• 如果父进程未回收子进程的退出状态，子进程会以“僵尸进程”的形式保留在进程表中。

特征：

• 在 Linux 系统中，可以用 ps 命令查看，僵尸进程的状态为 Z（Zombie）。
• 僵尸进程是操作系统保留的一个条目，主要用于父进程检查子进程的退出状态。

如下：

从图片中可以看到一个典型的 僵尸进程 的现象：

• 进程 27864 被强制终止（kill -9 27864），但它的父进程（27863）没有调用 wait() 或 waitpid() 来回收其子进程的退出状态。
• 因此，27864 被标记为 <defunct> 状态，即僵尸进程。
• ps 输出的 STAT 列中显示 Z+，这是僵尸进程的状态标识。

进程等待

进程等待是操作系统中一种重要的状态，指的是某个进程由于资源不足或条件未满足，暂时无法继续执行而被挂起的现象。

• 使用 wait() 或 waitpid() 回收子进程

wait ( )

参数：

• int *status：
  

  • 用于保存子进程的状态信息（如退出码或终止信号）。
  • 如果不需要获取子进程状态，可以将其传入 NULL。

返回值：

• 成功：
  • 返回已终止的子进程的 PID。
• 失败：
  • 返回 -1，并设置 errno。
  • 常见错误包括：
    • ECHILD：当前进程没有子进程。
    • EINTR：调用被信号中断。

wait() 的作用

1. 阻塞父进程：
   • wait() 会阻塞父进程，直到任意一个子进程状态发生变化（通常是终止）。
2. 回收子进程资源：
   • 子进程终止后，其资源仍然保留在系统中，直到父进程调用 wait() 或 waitpid() 回收它。
   • 如果父进程不调用 wait() 或 waitpid()，子进程会变成 僵尸进程。

示例：

#include<iostream>
#include<unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>

using namespace std;

void childtast()
{
   
    for(int i = 0; i < 10; i++) // 循环打印从 0 到 9 的数字
    {
   
        cout << i << endl; // 输出当前的循环变量 i
    }
    sleep(3); // 睡眠 3 秒，模拟子进程的运行延迟
}

int main()
{
   
    pid_t id = fork(); // 创建子进程
    cout << "id" << ":" << id << endl;

    if(id == 0) // 判断是否是子进程
    {
   
        sleep(3); // 子进程先睡眠 3 秒
        childtast(); // 子进程调用 childtast()，打印数字并睡眠
    }

    // 父进程等待任意一个子进程终止
    pid_t ret = wait(NULL); // 父进程调用 wait()，阻塞等待子进程终止
    if(ret == id) // 判断 wait() 返回的进程 ID 是否是创建的子进程 ID
    {
   
        cout << "ret" << ":" << ret << endl; // 输出子进程的 ID
        cout << "wait success" << endl; // 输出等待成功的消息
    }

    sleep(3); // 父进程再睡眠 3 秒，模拟延迟
    return 0;
}

fork() 创建子进程：

• 父进程和子进程同时运行。
• 父进程的 id 是子进程的 PID，子进程的 id 是 0。

子进程的任务：

• 子进程先睡眠 3 秒，然后执行 childtast()，打印 0 到 9。

父进程的等待：

• 父进程调用 wait(NULL)，阻塞自身，直到子进程终止。
• 当子进程完成任务并退出后，wait() 返回子进程的 PID。

父进程的后续操作：

• 父进程输出子进程的PID和等待成功的消息。
• 父进程再睡眠 3 秒后退出。

waitpid ( )

waitpid() 是 wait() 的增强版本，提供了更灵活的功能，允许父进程：

1. 等待特定的子进程。
2. 非阻塞等待子进程。
3. 获取子进程的状态（如退出状态或被信号终止）。

pid_t waitpid(