面试题：C语言在Linux环境下等待子进程的常用函数及区别

Question

在Linux C语言编程中，常用的等待子进程的函数有wait()、waitpid() 。请阐述这两个函数的功能、参数含义以及它们之间的主要区别，并举例说明在何种场景下适合使用wait()，何种场景下适合使用waitpid()。

Answer 1

1. wait()函数

• 功能：用于使父进程暂停执行，等待其任意一个子进程结束，并回收子进程的资源。
• 参数：int *status，是一个指向整数的指针，用于获取子进程的退出状态。若不关心子进程退出状态，可传入NULL。
• 示例场景：当父进程不关心具体是哪个子进程结束，只需要等待任意一个子进程完成任务并回收其资源时，适合使用wait()。比如一个简单的批处理任务，多个子进程分别执行不同的文件处理任务，父进程只需等待所有任务都完成即可。

2. waitpid()函数

• 功能：可以使父进程等待指定的子进程结束，或者等待子进程状态改变，并回收子进程的资源。
• 参数：
  • pid_t pid：指定等待的子进程ID。pid > 0时，等待进程ID为pid的子进程；pid = 0时，等待与调用进程在同一进程组的任意子进程；pid = -1时，功能等同于wait()，等待任意一个子进程；pid < -1时，等待进程组ID等于pid绝对值的子进程。
  • int *status：同wait()中的status，用于获取子进程退出状态。
  • int options：提供一些额外的选项，如WNOHANG表示若指定子进程未结束，函数立即返回而不阻塞父进程；WUNTRACED表示若子进程进入暂停状态也会报告。
• 示例场景：当父进程需要等待特定的子进程完成任务时，适合使用waitpid()。例如在一个复杂的多进程系统中，某个关键子进程执行重要操作，父进程必须等待该子进程完成后再执行后续操作，此时可通过指定该子进程ID使用waitpid()。

3. 主要区别

• 等待对象：wait()等待任意一个子进程结束；waitpid()可根据pid参数指定等待特定子进程。
• 阻塞特性：wait()默认是阻塞的，直到有子进程结束；waitpid()通过options参数可以设置为非阻塞模式（如使用WNOHANG）。