1. 介绍wait和fork的联调利用
在Linux操作系统中，wait和fork是两个非常重要的系统调用。wait用于父进程等待子进程结束，并获取其退出状态。fork则用于创建一个子进程，让子进程在父进程的基础上继续执行。
wait和fork的联调利用是指通过这两个系统调用的结合使用，实现某些功能或解决某些问题。这种联调利用在多进程编程中非常常见，可以提高程序的并发性和灵活性。
2. wait和fork的基本使用
2.1 wait的基本用法
wait函数的基本原型如下：
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
pid_t wait(int *status);
wait函数会阻塞调用进程，直到有子进程退出。当子进程退出时，wait函数返回子进程的进程号，同时将子进程的退出状态存储在status指针所指向的内存中。
以下是一个使用wait函数的示例：
int main() {
pid_t pid = fork();
if (pid == 0) {
// 子进程
printf("Child process\n");
exit(0);
} else if (pid > 0) {
// 父进程
int status;
pid_t child_pid = wait(&status);
printf("Child process with pid %d has exited with status %d\n", child_pid, status);
} else {
// fork失败
perror("fork");
exit(1);
}
return 0;
}
该示例中，父进程调用wait函数等待子进程结束，并打印出子进程的PID和退出状态。
2.2 fork的基本用法
fork函数的基本原型如下：
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
pid_t fork(void);
fork函数会创建一个新的子进程，子进程复制父进程的所有资源。返回值不同，父进程中返回子进程的进程号，子进程中返回0。 fork函数一般会调用一次，但返回两次，分别在父进程和子进程中。
以下是一个使用fork函数的示例：
int main() {
pid_t pid = fork();
if (pid == 0) {
// 子进程
printf("I'm the child process\n");
} else if (pid > 0) {
// 父进程
printf("I'm the parent process\n");
} else {
// fork失败
perror("fork");
exit(1);
}
return 0;
}
该示例中，父进程通过fork函数创建一个子进程，子进程打印自己的信息，而父进程打印自己的信息。
3. wait和fork的联调利用
wait和fork的联调利用可以实现以下功能：
3.1 子进程并发执行
通过在循环中多次调用fork函数，可以创建多个子进程并发执行。每个子进程都可以被父进程使用wait函数回收，从而避免子进程成为僵尸进程。
以下是一个示例，使用wait和fork实现子进程的并发执行：
int main() {
int num_processes = 10;
for (int i = 0; i < num_processes; i++) {
pid_t pid = fork();
if (pid == 0) {
// 子进程
printf("I'm child process with pid %d\n", getpid());
exit(0);
} else if (pid < 0) {
// fork失败
perror("fork");
exit(1);
}
}
// 父进程回收子进程
for (int i = 0; i < num_processes; i++) {
int status;
pid_t child_pid = wait(&status);
printf("Child process with pid %d has exited with status %d\n", child_pid, status);
}
return 0;
}
该示例中，父进程通过循环调用fork函数创建多个子进程，并通过wait函数回收子进程。每个子进程在打印自己的信息后退出。
3.2 父子进程之间的通信
通过fork函数创建的子进程可以与父进程共享一部分内存，从而实现进程间的通信。子进程可以通过向父进程传递信息，或者通过共享内存的方式进行数据交换。
以下是一个示例，使用wait和fork实现父子进程之间的通信：
int main() {
int pipefd[2];
if (pipe(pipefd) == -1) {
perror("pipe");
exit(1);
}
pid_t pid = fork();
if (pid == 0) {
// 子进程
close(pipefd[0]); // 关闭读端
printf("I'm the child process\n");
char *message = "Hello, parent!";
write(pipefd[1], message, strlen(message) + 1);
close(pipefd[1]); // 关闭写端
exit(0);
} else if (pid > 0) {
// 父进程
close(pipefd[1]); // 关闭写端
char buffer[100];
read(pipefd[0], buffer, sizeof(buffer));
printf("Parent process received: %s\n", buffer);
close(pipefd[0]); // 关闭读端
wait(NULL);
} else {
// fork失败
perror("fork");
exit(1);
}
return 0;
}
该示例中，父进程和子进程通过pipe函数创建一个管道，父进程负责读取子进程发送的数据。
4. 总结
本文介绍了wait和fork的联调利用在Linux中的作用。通过wait函数，父进程可以等待子进程结束，并获取其退出状态。通过fork函数，父进程可以创建一个子进程，在子进程中继续执行。
wait和fork的联调利用可以实现子进程的并发执行和进程间的通信，提高程序的并发性和灵活性。在实际的多进程编程中，这种联调利用非常常见。