在 C 中创建多个进程（父级有多个子级）

Question

我在学校学习 C 和 Linux。我的任务是创建一个父进程，它创建 3 个子进程。创建的子进程不应有更多的子进程。我必须证明所有进程同时存在。此后，Parent 将等待创建的子进程终止。

这是我的代码：

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
int main() {
    int i;
    int var = 0;
    printf("I am the Parent, my ID: %d\n", getpid());
    for( i = 0; i < 3; i++ ) {
        if(var == 0) {
            if( fork() == 0 ) {
                var++;
                printf("Child: PID: %d; PPID: %d\n", getpid(), getppid() );
                printf("Var:%d \n", var);
            }
        }
    }
    sleep(3);
    int status;
    wait(&status);
    printf("%d says bye!\n", getpid());
}

我的输出：

I am the Parent, my ID: 273
Child: PID: 274; PPID: 273
Var:1 
Child: PID: 275; PPID: 273
Var:1 
Child: PID: 276; PPID: 273
Var:1 

我也尝试使用我打印出来的WEXITSTATUS()，但它只是父进程，他用 0 声明。

此代码创建一个父进程及其 3 个子进程，但没有其他子进程。但是如何让父母等待 3 个孩子终止，以及如何显示/证明所有进程可以同时存在？

Answer 1

让我们从您当前代码的问题开始：

1. 您不会通过在需要时显式终止子代码来分离父/子代码。您代码中的每个子代都将继续执行for 循环，然后执行wait() 之后的代码，这只能由父代执行。

2. 你不是在等所有的孩子。如果您创建 3 个孩子，则需要拨打 3 个wait() 电话，每个孩子一个。在您的情况下，顺序并不重要，因此您可以使用 wait() 而不是 waitpid()/wait3()/wait4()，但您需要另一个循环。

3. 您没有检查您使用的任何功能的错误。你绝对应该！

4. 我有点错过了var 变量的要点，如果只是为了避免在子代码中输入循环体，那么简单的break、exit() 或return 就足够了.

您的代码的正确版本如下：

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

int main() {
    unsigned i;
    int status;
    pid_t child_pid;

    printf("I am the Parent, my PID: %d\n", getpid());

    for (i = 0; i < 3; i++) {
        child_pid = fork();

        if (child_pid == -1) {
            perror("fork() failed");
            return 1;
        } else if (child_pid == 0) {
            printf("Child: PID: %d; PPID: %d\n", getpid(), getppid() );
            sleep(3);
            printf("Child %d says bye!\n", getpid());
            return 0;
        }
    }

    for (i = 0; i < 3; i++) {
        child_pid = wait(&status);
        if (child_pid == -1) {
            perror("wait() failed");
            return 1;
        }

        if (WIFEXITED(status)) {
            printf("Child %d exited with code %d\n", child_pid, WEXITSTATUS(status));
        } else {
            // Handle other cases here like WIFSIGNALED, WIFSTOPPED, etc...
            // See `man 2 wait` for more information.
        }
    }

    return 0;
}

我如何显示/证明所有进程可以同时存在？

这可以通过很多不同的方式来完成。您可以在生成 3 个孩子后使用 ps 之类的程序在另一个终端上从外部执行此操作（也许将睡眠时间增加到 10 秒以获得更多时间）：

$ ps --ppid 249626 # get this from the output of your program
    PID TTY          TIME CMD
 249627 pts/1    00:00:00 test
 249628 pts/1    00:00:00 test
 249629 pts/1    00:00:00 test

或者您可以通过在子代码中打印程序中执行的开始和结束时间来做到这一点：

#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/types.h>
#include <time.h>

void print_time(void) {
    time_t t;
    struct tm *local;
    const char *local_str;

    t = time(NULL);
    if (t == (time_t)-1) {
        perror("time() failed");
        return;
    }

    local = localtime(&t)
    if (local == NULL) {
        perror("localtime() failed");
        return;
    }

    local_str = asctime(&local);
    if (local_str == NULL) {
        perror("asctime() failed");
        return;
    }

    ptintf("Child %d time: %s\n", getpid(), local_str);
}

// ... same code as before ...

        } else if (child_pid == 0) {
            printf("Child %d PPID: %d\n", getpid(), getppid() );
            print_time();
            sleep(3);
            printf("Child %d says bye!\n", getpid());
            print_time();
            return 0;
        }

// ... same code as before ...

输出：

I am the Parent, my PID: 250469
Child 250470 PPID: 250469
Child 250471 PPID: 250469
Child 250470 time: Tue Oct 26 23:53:03 2021
Child 250472 PPID: 250469
Child 250471 time: Tue Oct 26 23:53:03 2021
Child 250472 time: Tue Oct 26 23:53:03 2021
Child 250470 says bye!
Child 250470 time: Tue Oct 26 23:53:06 2021
Child 250471 says bye!
Child 250471 time: Tue Oct 26 23:53:06 2021
Child 250472 says bye!
Child 250472 time: Tue Oct 26 23:53:06 2021
Child 250470 exited with code 0
Child 250471 exited with code 0
Child 250472 exited with code 0