1. 理解pid对子进程的控制
在Linux操作系统中，父进程可以通过pid（Process ID）来控制其创建的子进程。通过pid可以获取子进程的状态、等待其结束以及处理子进程的终止信号等操作。
在C语言中，可以使用waitpid函数来实现对子进程的控制。waitpid函数允许父进程等待指定的子进程结束，并且可以获取子进程的终止状态。
2. waitpid函数的功能和用法
waitpid函数的函数原型如下：
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);
2.1. 参数说明
pid：指定等待的子进程ID。如果pid为-1，则等待任意子进程结束；如果pid大于0，则等待指定的子进程ID；如果pid为0，则等待与调用进程在同一个进程组中的任意子进程结束；如果pid小于-1，则等待进程组ID等于pid的任意子进程。
status：保存子进程的终止状态，可以为NULL。
options：用于设置等待子进程结束时的一些选项，例如WNOHANG、WUNTRACED等。更多options的详细介绍可以查阅相关的文档。
2.2. 返回值
waitpid函数的返回值表示被等待子进程的进程ID，如果返回-1表示等待错误，如果返回0表示没有符合要求的子进程退出。
2.3. 函数用途
waitpid函数的主要用途有：
等待子进程结束：父进程可以调用waitpid函数来等待其创建的子进程结束，以确保顺序执行。
处理子进程终止状态：通过waitpid函数的返回值以及status参数，父进程可以获取子进程的终止状态，包括退出状态、信号等。
避免僵尸进程：使用waitpid函数可以避免子进程成为僵尸进程（即子进程终止后，父进程没有正确处理，导致子进程的资源无法释放）。
3. 示例代码
3.1. 创建子进程
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <unistd.h>
int main() {
pid_t pid;
int status;
pid = fork();
if (pid < 0) {
perror("fork error");
exit(1);
} else if (pid == 0) {
// 子进程
printf("Child process: pid=%d\n", getpid());
sleep(5);
exit(0);
} else {
// 父进程
printf("Parent process: pid=%d, child pid=%d\n", getpid(), pid);
// 等待子进程结束
waitpid(pid, &status, 0);
if (WIFEXITED(status)) {
printf("Child process exited with status %d\n", WEXITSTATUS(status));
}
}
return 0;
}
3.2. 示例代码解析
上述示例代码实现了一个简单的创建子进程并等待子进程结束的过程。父进程通过调用fork函数创建一个子进程，在子进程中调用sleep函数等待5秒钟后退出。父进程通过waitpid函数等待子进程结束，并打印出子进程的终止状态。
首先，通过fork函数创建了一个子进程，fork函数会返回两次，父进程中返回子进程的pid，子进程中返回0。根据返回值的不同，父子进程分别执行不同的代码块。
在子进程中，通过getpid函数获取当前进程ID，并打印出来，然后调用sleep函数等待5秒钟，最后通过exit函数退出。
在父进程中，通过getpid函数获取当前进程ID，并打印出来，然后调用waitpid函数等待子进程结束。waitpid函数的第一个参数为指定等待的子进程ID（此处为pid），第二个参数为接收子进程终止状态的变量（此处为status），第三个参数为选项（此处为0表示阻塞等待）。父进程通过WIFEXITED宏判断子进程是否正常终止，并通过WEXITSTATUS宏获取子进程的退出状态。
4. 总结
通过waitpid函数，父进程可以实现对子进程的控制，包括等待子进程结束、处理子进程的终止状态以及避免僵尸进程的产生。waitpid函数是进程间通信的一种方式，可以使父进程与子进程之间实现协调和同步。
需要注意的是：
waitpid函数只能等待直接子进程结束，无法等待孙子进程或其他更深层次的子进程结束。
waitpid函数是阻塞函数，会一直等待子进程结束，如果不希望阻塞，可以使用WNOHANG选项来非阻塞等待子进程。
父进程可以同时等待多个子进程结束，只需多次调用waitpid函数即可。
在实际的编程过程中，合理使用waitpid函数可以更好地控制进程的执行顺序和资源的释放，确保程序的正确运行。