Linux系統程式設計——程序的控制：結束程序、等待程序結束
結束程序
首先，我們回顧一下 C 語言中 continue, break, return 的作用：
continue: 結束本次迴圈
break: 跳出整個迴圈，或跳出 switch() 語句
return: 結束當前函式
而我們可以通過 exit() 或 _exit() 來結束當前程序。
所需標頭檔案：
#include <stdlib.h>
void exit(int value);
功能：
結束呼叫此函式的程序。
引數：
status：返回給父程序的引數（低 8 位有效），至於這個引數是多少根據需要來填寫。
返回值：
無
所需標頭檔案：
#include <unistd.h>
void _exit(int value);
功能：
結束呼叫此函式的程序。
引數：
status：返回給父程序的引數（低 8 位有效），至於這個引數是多少根據需要來填寫。
返回值：
無
exit() 和 _exit() 函式功能和用法是一樣的，無非時所包含的標頭檔案不一樣，還有的區別就是：exit()屬於標準庫函式，_exit()屬於系統呼叫函式。
下面的例子驗證呼叫 exit() 函式，會重新整理 I/O 緩衝區（關於緩衝區的更多詳情，請看《淺談標準I/O緩衝區》）：
-
#include <stdio.h>
- #include <stdlib.h>
- #include <unistd.h>
- int main(int argc, char *argv[])
- {
- printf("hi, mike, you are so good"); // 列印，沒有換行符"\n"
- exit(0); // 結束程序，標準庫函式，重新整理緩衝區，printf()的內容能打印出來
- // _exit(0); // 結束程序，系統呼叫函式，printf()的內容不會顯示到螢幕
- while(1); // 不讓程式結束
- return 0;
- }
執行結果如下：
上面的例子，結束程序的時候改為呼叫 _exit()，程式碼如下：
- #include <stdio.h>
- #include <stdlib.h>
- #include <unistd.h>
- int main(int argc, char *argv[])
- {
- printf("hi, mike, you are so good"); // 列印，沒有換行符"\n"
- //exit(0); // 結束程序，標準庫函式，重新整理緩衝區，printf()的內容能打印出來
- _exit(0); // 結束程序，系統呼叫函式，printf()的內容不會顯示到螢幕
- while(1); // 不讓程式結束
- return 0;
- }
printf() 的內容是不會顯示出來的，執行結果如下：
接下來，我們一起驗證一下結束函式（ return ）和結束程序（ exit() ）的區別。
測試程式碼如下：
- #include <stdio.h>
- #include <stdlib.h>
- #include <unistd.h>
- void fun()
- {
- sleep(2);
- return; // 結束 fun() 函式
- while(1);
- }
- int main(int argc, char *argv[])
- {
- fun();
- printf("after fun\n");
- while(1); // 不讓程式結束
- return 0;
- }
執行結果如下：
通過上面的執行結果得知，return 的作用只是結束呼叫 return 的所在函式，只要這個函式不是主函式（ main() ），只要主函式沒有結束，return 並不能結束程序。
我們將上面例子 fun() 裡的 return 改為 exit()：
- #include <stdio.h>
- #include <stdlib.h>
- #include <unistd.h>
- void fun()
- {
- sleep(2);
- exit(0); // 結束當前程序
- while(1);
- }
- int main(int argc, char *argv[])
- {
- fun();
- printf("after fun\n");
- while(1); // 不讓程式結束
- return 0;
- }
exit() 是可以結束 fun() 所在的程序，即可讓程式結束執行，結果圖如下：
等待程序結束
當一個程序正常或異常終止時，核心就向其父程序傳送 SIGCHLD 訊號，相當於告訴父親他哪個兒子掛了，而父程序可以通過 wait() 或 waitpid() 函式等待子程序結束，獲取子程序結束時的狀態，同時回收他們的資源（相當於，父親聽聽死去兒子的遺言同時好好安葬它）。
wait() 和 waitpid() 函式的功能一樣，區別在於，wait() 函式會阻塞，waitpid() 可以設定不阻塞，waitpid() 還可以指定等待哪個子程序結束。
所需標頭檔案：
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
pid_t wait(int *status);
功能：
等待任意一個子程序結束，如果任意一個子程序結束了，此函式會回收該子程序的資源。
在每個程序退出的時候，核心釋放該程序所有的資源、包括開啟的檔案、佔用的記憶體等。但是仍然為其保留一定的資訊，這些資訊主要主要指程序控制塊的資訊（包括程序號、退出狀態、執行時間等）。
呼叫 wait() 函式的程序會掛起（阻塞），直到它的一個子程序退出或收到一個不能被忽視的訊號時才被喚醒（相當於繼續往下執行）。
若呼叫程序沒有子程序，該函式立即返回；若它的子程序已經結束，該函式同樣會立即返回，並且會回收那個早已結束程序的資源。
所以，wait()函式的主要功能為回收已經結束子程序的資源。
引數：
status: 程序退出時的狀態資訊。
如果引數 status 的值不是 NULL，wait() 就會把子程序退出時的狀態取出並存入其中，這是一個整數值（int），指出了子程序是正常退出還是被非正常結束的。
這個退出資訊在一個 int 中包含了多個欄位，直接使用這個值是沒有意義的，我們需要用巨集定義取出其中的每個欄位。
下面我們來學習一下其中最常用的兩個巨集定義，取出子程序的退出資訊：
WIFEXITED(status)
如果子程序是正常終止的，取出的欄位值非零。
WEXITSTATUS(status)
返回子程序的退出狀態，退出狀態儲存在 status 變數的 8~16 位。在用此巨集前應先用巨集 WIFEXITED 判斷子程序是否正常退出，正常退出才可以使用此巨集。
返回值：
成功：已經結束子程序的程序號
失敗：-1
從本質上講，系統呼叫 waitpid() 和 wait() 的作用是完全相同的，但 waitpid() 多出了兩個可由使用者控制的引數 pid 和 options，從而為我們程式設計提供了另一種更靈活的方式。
pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);
功能：
等待子程序終止，如果子程序終止了，此函式會回收子程序的資源。
引數：
pid: 引數 pid 的值有以下幾種型別：
pid > 0
等待程序 ID 等於 pid 的子程序。
pid = 0
等待同一個程序組中的任何子程序，如果子程序已經加入了別的程序組，waitpid 不會等待它。
pid = -1
等待任一子程序，此時 waitpid 和 wait 作用一樣。
pid < -1
等待指定程序組中的任何子程序，這個程序組的 ID 等於 pid 的絕對值。
status: 程序退出時的狀態資訊。和 wait() 用法一樣。
options: options 提供了一些額外的選項來控制 waitpid()。
0：
同 wait()，阻塞父程序，等待子程序退出。
WNOHANG；
沒有任何已經結束的子程序，則立即返回。
WUNTRACED：
如果子程序暫停了則此函式馬上返回，並且不予以理會子程序的結束狀態。（由於涉及到一些跟蹤除錯方面的知識，加之極少用到，這裡就不多費筆墨了，有興趣的讀者可以自行查閱相關材料）
返回值：
waitpid() 的返回值比 wait() 稍微複雜一些，一共有 3 種情況：
當正常返回的時候，waitpid() 返回收集到的已經子程序的程序號；
如果設定了選項 WNOHANG，而呼叫中 waitpid() 發現沒有已退出的子程序可等待，則返回 0；
如果呼叫中出錯，則返回 -1，這時 errno 會被設定成相應的值以指示錯誤所在，如：當 pid 所對應的子程序不存在，或此程序存在，但不是呼叫程序的子程序，waitpid() 就會出錯返回，這時 errno 被設定為 ECHILD；
測試例子：
- #include <stdio.h>
- #include <stdlib.h>
- #include <unistd.h>
- #include <sys/types.h>
- #include <sys/wait.h>
- int main(int argc, char *argv[])
- {
- pid_t pid;
- pid = fork(); // 建立程序
- if( pid < 0 ){ // 出錯
- perror("fork");
- exit(0);
- }
- if( pid == 0 ){// 子程序
- int i = 0;
- for(i=0;i<5;i++)
- {
- printf("this is son process\n");
- sleep(1);
- }
- _exit(2); // 子程序退出，數字 2 為子程序退出的狀態
- }elseif( pid > 0){ // 父程序
- int status = 0;
- // 等待子程序結束，回收子程序的資源
- // 此函式會阻塞
- // status 某個欄位儲存子程序呼叫 _exit(2) 的 2，需要用巨集定義取出
- wait(&status);
- // waitpid(-1, &status, 0); // 和 wait() 沒區別，0：阻塞
- // waitpid(pid, &status, 0); // 指定等待程序號為 pid 的子程序， 0 阻塞
- // waitpid(pid, &status, WNOHANG); // WNOHANG：不阻塞
- if(WIFEXITED(status) != 0){ // 子程序是否正常終止
- printf("son process return %d\n", WEXITSTATUS(status));
- }
- printf("this is father process\n");
- }
- return 0;
- }
執行結果如下：
