waitpid是否为已经退出的子进程提供有效的状态信息？

Question

如果我使用fork创建了一个子进程，并且在父进程调用waitpid之前子进程退出，那么由waitpid设置的退出状态信息是否仍然有效？如果有效，那么它何时变为无效；即，我如何确保可以在任意时间后调用waitpid获取子进程的有效退出状态信息，并如何“清理”（告诉操作系统我不再对已完成的子进程的退出状态信息感兴趣）？

我正在尝试以下代码，似乎子进程完成后的退出状态信息至少在几秒钟内是有效的，但我不知道有效时间有多长，也不知道如何通知操作系统我不会再次调用waitpid：

#include <assert.h>
#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/wait.h>

int main()
{
    pid_t pid = fork();

    if (pid < 0) {
        fprintf(stderr, "Failed to fork\n");
        return EXIT_FAILURE;
    }
    else if (pid == 0) { // code for child process
        _exit(17);
    }
    else { // code for parent
        sleep(3);

        int status;
        waitpid(pid, &status, 0);
        waitpid(pid, &status, 0); // call `waitpid` again just to see if the first call had an effect
        assert(WIFEXITED(status));
        assert(WEXITSTATUS(status) == 17);
    }

    return EXIT_SUCCESS;
}

- Daniel Trebbien

Answer 1

是的，在子进程退出后，waitpid 仍然可以工作。操作系统会在进程表中保留子进程的条目（包括退出状态），直到父进程调用 waitpid（或另一个 wait 系列函数）或者父进程退出时才将其清除（此时状态由 init 进程收集）。这就是所谓的“僵尸”进程：已经退出但在进程表中仍然存在的进程，正是为了这个目的。

第一次调用 waitpid 后，进程在表中的条目应该会消失。我怀疑你的例子中之所以能够连续调用两次 waitpid 的原因只是因为如果 pid 不再存在，waitpid 不会修改 status 参数。因此，第一次调用应该可以正常工作并填充 status，而第二次调用应该会返回错误代码并且不改变 status。您可以通过检查 waitpid 调用的返回值和/或使用两个不同的 status 变量来验证这一点。

- Tyler McHenry

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确实，第二个waitpid调用失败了。我没有考虑到这一点！谢谢你指出来。 - Daniel Trebbien

Answer 2

操作系统会将已终止的进程保持在僵尸状态，直到其父进程（如果原始父进程早先终止，则可能是init）使用wait（2）系统调用收集该退出状态。因此，答案是 - 进程的退出状态不会变为无效。

- Nikolai Fetissov

Answer 3

是的。

从man页面：

一个终止但未被等待的子进程成为“僵尸”。 内核维护有关僵尸进程的最少信息 （PID，终止状态，资源使用信息）， 以便允许父进程稍后执行等待操作 以获取有关子进程的信息。

- unwind