Linux C语言下父进程正确获取子进程停止/继续/退出状态的方法

一、语法错误修正 #

现有代码存在笔误，会直接导致编译失败：

• 函数定义int waiting4pid()(pid_t processID)多了一对空括号，正确应为int waiting4pid(pid_t processID)
• 所有调用处的waiting4pid()(processID)同样多了空括号，正确应为waiting4pid(processID)

二、异常原因分析 #

waitpid的返回值与传入的flags直接相关，原有waiting4pid的循环逻辑不符合获取子进程停止、继续、退出三类状态的需求：

1. 不带WNOHANG时的阻塞原因
   原有while (waitpid(...) > 0)循环会在拿到一次状态后，立刻再次调用waitpid等待下一个状态事件。
   第一次发送SIGSTOP后，waitpid会立刻返回子进程的停止状态，处理完成后循环进入下一次waitpid调用，此时没有新的状态事件，waitpid就会阻塞，直到后续发送SIGCONT才返回继续状态，表现为“子进程恢复运行时waitpid阻塞”。
2. 带WNOHANG时捕获不到停止状态的原因
   WNOHANG的作用是无状态事件时立刻返回0，不会等待。发送SIGSTOP后立刻调用waitpid(WNOHANG)时，子进程尚未完成停止状态切换，内核还未生成可获取的停止事件，waitpid直接返回0，while循环判断返回值不大于0直接退出，因此捕获不到停止状态。

三、阻塞模式正确实现 #

按照需求“每发送一个信号后，捕获对应状态即返回”的逻辑，修改waiting4pid函数，去掉多余的循环：

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

// 阻塞等待任意子进程状态事件，处理后立即返回
int waiting4pid(pid_t processID)
{   
    int currentState;
    pid_t waitRet = waitpid(processID, &currentState, WUNTRACED | WCONTINUED);
    if (waitRet == -1) {
        perror("waitpid error");
        return -1;
    }

    if(WIFCONTINUED(currentState)){
        printf("\n currentState = continued!\n");
    }
    if(WIFSIGNALED(currentState)){
        printf("\n currentState = signaled!\n");            
    }
    if(WIFSTOPPED(currentState)){
        printf("\n currentState = stopped!\n");
    }
    return 0;
}

void sigTest()
{ 
    pid_t processID;

    processID = fork();
    if(processID ==0) { // 子进程逻辑
       // tmp/loop 为25秒计数的测试程序
       execlp("tmp/loop", "tmp/loop", NULL);
       // exec失败时直接退出，避免执行父进程逻辑
       perror("execlp error");
       _exit(1);
    }else{ // 父进程逻辑
        sleep(2);
        printf("\n Stop!");
        kill(processID, SIGSTOP);
        waiting4pid(processID);
        
        sleep(2);
        printf("\n Continue!");      
        kill(processID,SIGCONT);
        waiting4pid(processID);
        
        sleep(2);
        printf("\n Kill!"); 
        kill(processID, SIGKILL);
        waiting4pid(processID);
    }
}

int main() 
{    
    sigTest();
    return 0;
}

四、非阻塞模式（带WNOHANG）实现 #

若父进程需要在等待子进程状态的同时处理其他逻辑，可修改为轮询模式，持续检查直到拿到目标状态：

int waiting4pid(pid_t processID)
{   
    int currentState;
    while (1) {
        pid_t waitRet = waitpid(processID, &currentState, WUNTRACED | WCONTINUED | WNOHANG);
        if (waitRet == -1) {
            perror("waitpid error");
            return -1;
        }
        if (waitRet == 0) {
            // 暂时无状态事件，可在此插入其他处理逻辑，休眠避免CPU空转
            usleep(10000);
            continue;
        }
        // 拿到状态事件，处理后返回
        if(WIFCONTINUED(currentState)){
            printf("\n currentState = continued!\n");
        }
        if(WIFSIGNALED(currentState)){
            printf("\n currentState = signaled!\n");            
        }
        if(WIFSTOPPED(currentState)){
            printf("\n currentState = stopped!\n");
        }
        return 0;
    }
}

注意：轮询模式下每次无事件时增加10ms休眠，避免CPU被空转占满。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者John Alway