系统如何知道不再有未等待的孩子

Question

基于此： http://man7.org/tlpi/code /online/book/procexec/multi_wait.c.html

int
main(int argc, char *argv[])
{
    int numDead;       /* Number of children so far waited for */
    pid_t childPid;    /* PID of waited for child */
    int j;

    if (argc < 2 || strcmp(argv[1], "--help") == 0)
        usageErr("%s sleep-time...\n", argv[0]);

    setbuf(stdout, NULL);           /* Disable buffering of stdout */

    for (j = 1; j < argc; j++) {    /* Create one child for each argument */
        switch (fork()) {
        case -1:
            errExit("fork");

        case 0:                     /* Child sleeps for a while then exits */
            printf("[%s] child %d started with PID %ld, sleeping %s "
                    "seconds\n", currTime("%T"), j, (long) getpid(),
                    argv[j]);
            sleep(getInt(argv[j], GN_NONNEG, "sleep-time"));
            _exit(EXIT_SUCCESS);

        default:                    /* Parent just continues around loop */
            break;
        }
    }

    numDead = 0;
    for (;;) {                      /* Parent waits for each child to exit */
        childPid = wait(NULL);
        if (childPid == -1) {
            if (errno == ECHILD) {
                printf("No more children - bye!\n");
                exit(EXIT_SUCCESS);
            } else {                /* Some other (unexpected) error */
                errExit("wait");
            }
        }

        numDead++;
        printf("[%s] wait() returned child PID %ld (numDead=%d)\n",
                currTime("%T"), (long) childPid, numDead);
    }
}

出错时，wait 返回 -1。一种可能的错误是调用 进程没有（之前未等待的）子进程，这由 errno 值 ECHILD。

$ ./multi_wait 7 1 4
[13:41:00] child 1 started with PID 21835, sleeping 7 seconds
[13:41:00] child 2 started with PID 21836, sleeping 1 seconds
[13:41:00] child 3 started with PID 21837, sleeping 4 seconds
[13:41:01] wait() returned child PID 21836 (numDead=1)
[13:41:04] wait() returned child PID 21837 (numDead=2)
[13:41:07] wait() returned child PID 21835 (numDead=3)
No more children - bye!

问题

系统如何知道不再有未等待的孩子并返回 ECHILD。 例如，在这个例子中，如果有些孩子睡很长时间怎么办？

Answer 1

系统跟踪每个过程。您可以使用命令 ps xf 查看 Ubuntu 系统上的进程树。

特别是，在此列表中，您可以看到每个进程的状态：R = 运行、S = 睡眠、T = 停止、Z = 僵尸（已终止，等待父进程使用 wait() 收集退出状态 系统调用）。

使用此信息，系统知道何时返回 ECHILD（没有更多的孩子留下）。

Answer 2

内核为每个正在运行的进程维护一个数据结构。它还维护已死亡但未等待的进程（僵尸）的数据结构。父进程的数据结构有它还没有等待的子进程的信息（无论它们是僵尸还是还活着，僵尸的主要区别是它们几乎没有肉体，即它们的数据结构只包含退出状态，资源使用，不多，所以它们是非常轻量级的）。