Python os.waitid（等待进程结束）方法详解

Python os.waitid() 函数是 Python 中的一个操作系统模块(os)中的一个子模块，用于等待指定 id 的进程结束或暂停/继续执行。该函数的完整格式如下：

os.waitid(idtype, id, options, **kwargs)

其中：

• idtype：要等待的进程标识符类型，可选值为 P_PID、P_PGID 或 P_ALL，分别表示等待指定 PID 的进程、等待指定进程组 ID 的所有进程或等待所有子进程。
• id：要等待的进程标识符，当 idtype 为 P_PID 或 P_PGID 时，id 表示进程号或进程组 ID；当 idtype 为 P_ALL 时，id 为 0。
• options：等待状态选项，可选值为 WEXITED、WSTOPPED 或 WCONTINUED，分别表示等待进程正常退出、等待进程暂停、等待进程继续执行。
• kwargs：可选参数，包括一些额外的选项，如设置超时。

Python os.waitid() 函数的返回值是一个包含进程 ID、进程状态和退出代码等信息的元组，详情如下：

(pid, status, rusage) = os.waitid(idtype, id, options, **kwargs)

其中：

• pid：已结束或已暂停/继续执行的进程 ID。
• status：进程的退出状态，包括退出代码和终止信号等信息。
• rusage：进程的资源使用情况，包括 CPU 时间、内存使用等信息。

下面我们通过几个示例来演示 Python os.waitid() 函数的使用方法。

示例 1：等待指定进程退出

假设我们有一个 Python 脚本程序 my_program.py，并且在另外一个 shell 终端窗口中已经启动了该程序，我们想要在当前脚本中等待该进程退出后再执行后续操作，可以使用如下代码：

import os

pid = pid_of_my_program  # 指定进程的 PID
pidtype = os.P_PID  # 指定等待方式为 PID
options = os.WEXITED  # 指定等待进程正常退出
(os_pid, os_status, os_rusage) = os.waitid(pidtype, pid, options)

print(f"Process ID: {os_pid}")
print(f"Process Return Code: {os_status.si_code}")

可以看出，我们首先通过指定 PID 的方式选择进程，然后设置等待方式为进程正常退出，最后通过调用 os.waitid() 函数等待进程结束，等待结束后将返回进程 ID 和返回码等信息，并打印出来。

示例 2：等待子进程暂停并继续执行

假设我们有一个 Python 脚本程序 my_program.py，并且在该程序中启动了另外一个子进程，我们想要在当前脚本中等待该子进程暂停并继续执行后再执行后续操作，可以使用如下代码：

import os
import signal
import time

pid_of_child = os.fork()  # 创建子进程
if pid_of_child == 0:  # 如果是子进程
    print("Child Process started.")
    while True:  # 子进程循环执行
        print("Working...")
        time.sleep(1)
else:  # 如果是父进程
    print(f"Parent Process started with child PID: {pid_of_child}")
    os.kill(pid_of_child, signal.SIGSTOP)  # 暂停子进程
    print(f"Child Process with PID {pid_of_child} is STOPPED.")
    os.kill(pid_of_child, signal.SIGCONT)  # 继续子进程
    print(f"Child Process with PID {pid_of_child} is CONTINUED.")

可以看出，我们首先创建一个子进程，并在子进程中进行循环输出，以便可以在父进程中按需暂停和继续执行子进程。然后在父进程中启动子进程，并单独对子进程进行暂停和继续操作，最后根据操作结果输出提示信息。

在上面的代码中，我们使用了 os.fork() 函数创建子进程，使用了 signal.SIGSTOP 和 signal.SIGCONT 信号来控制子进程的暂停和继续执行，而使用了 os.waitid() 函数来等待子进程暂停和继续执行的状态，并在结束后打印提示信息。

总的来说，Python os.waitid() 函数是一个非常重要的系统调用函数，在等待子进程结束或暂停继续执行等场景中都有广泛的应用，可以帮助我们控制和管理子进程的执行状态，从而实现更高效和可靠的程序控制。