Linux C 進程等待機制全解析：wait/waitpid/waitid 語義差異、僵屍進程與信號交互

核心函數族

狀態改變三類事件

1. 子進程終止（正常 exit 或異常崩潰）
2. 信號導致子進程停止
3. 信號恢復子進程運行（SIGCONT）

僵屍進程與 wait 的關系

• 子進程終止、父進程未 wait → 僵屍態，佔用進程表項
• wait 回收僵屍進程資源，釋放進程表項
• 父進程先終止 → 僵屍子進程被 init (PID 1) 收養，自動 wait 清理
• 進程表滿 → 無法創建新進程

wait 詳解

pid_t wait(int *status);

• 掛起父進程，直到子進程終止
• 子進程已終止 → 立即返回
• status 存儲終止狀態（可為 NULL）
• 返回：子進程 PID，錯誤 -1 (errno)

狀態檢查宏

WIFEXITED(status)    // 正常退出
WEXITSTATUS(status)  // 獲取 exit code

WIFSIGNALED(status)  // 信號終止
WTERMSIG(status)     // 獲取信號編碼

WIFSTOPPED(status)   // 信號停止
WSTOPSIG(status)     // 獲取停止信號

WIFCONTINUED(status) // SIGCONT 恢復

完整示例

#include 
#include 
#include 
#include 

void check_exit(int status) {
    if (WIFEXITED(status)) printf("exit\n");
    else if (WIFSIGNALED(status)) printf("killed by signal\n");
    else if (WIFSTOPPED(status)) printf("stopped by signal\n");
    else if (WIFCONTINUED(status)) printf("continued\n");
}

int main() {
    pid_t pid = fork();
    if (pid < 0) { perror("fork"); exit(1); }
    if (pid == 0) { printf("child exit\n"); exit(0); }
    int status;
    if (wait(&status) != pid) { perror("wait"); exit(1); }
    check_exit(status);
    return 0;
}

關鍵差異總結

• wait = waitpid(-1, &status, 0)
• waitpid 支持非阻塞 (WNOHANG)、指定 PID/進程組
• waitid 提供 siginfo_t 詳細信息，支持 P_PID/P_PGID/P_ALL

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