C语言函数等待机制详解及应用348

在C语言编程中，函数的执行顺序通常是线性且同步的：一个函数执行完毕后，才会执行下一个函数。然而，在许多实际应用场景中，我们需要处理异步操作，例如网络请求、文件I/O、定时器事件等。这时，就需要用到函数等待机制，以便程序能够在等待异步操作完成之后继续执行后续代码。

C语言本身并没有提供直接的、高层的函数等待机制，例如像Java中的`Future`或Python中的`asyncio`那样。它主要依赖于操作系统提供的系统调用和一些库函数来实现函数等待的功能。这些机制通常与线程或进程相关联，因为异步操作通常是在后台线程或进程中执行的。

以下我们将介绍几种常见的C语言函数等待方法：

1. 使用`pthread_join`等待线程完成 (POSIX 线程)

如果异步操作是在一个单独的线程中执行的，我们可以使用POSIX线程库中的`pthread_join`函数来等待线程完成。`pthread_join`函数会阻塞当前线程，直到指定的线程结束执行。示例如下：```c
#include
#include
#include
void *worker_thread(void *arg) {
// 模拟异步操作，例如耗时计算
printf("Worker thread starting...");
sleep(3); // 模拟耗时3秒的操作
printf("Worker thread finishing...");
pthread_exit(NULL);
}
int main() {
pthread_t thread;
int ret;
ret = pthread_create(&thread, NULL, worker_thread, NULL);
if (ret != 0) {
fprintf(stderr, "pthread_create failed: %d", ret);
return 1;
}
printf("Main thread waiting for worker thread...");
pthread_join(thread, NULL); // 等待子线程结束
printf("Worker thread finished. Main thread continuing...");
return 0;
}
```

在这个例子中，`worker_thread`函数模拟了一个异步操作。`main`函数创建了一个线程来执行`worker_thread`，并使用`pthread_join`等待该线程完成。只有当`worker_thread`线程结束后，`main`函数才能继续执行。

2. 使用`waitpid`等待子进程完成

如果异步操作是在一个子进程中执行的，可以使用`waitpid`函数来等待子进程完成。`waitpid`函数会阻塞当前进程，直到指定的子进程结束或者接收到信号为止。示例如下:```c
#include
#include
#include
#include
int main() {
pid_t pid = fork();
if (pid < 0) {
fprintf(stderr, "fork failed");
return 1;
} else if (pid == 0) {
// 子进程执行的代码
printf("Child process starting...");
sleep(2);
printf("Child process finishing...");
exit(0);
} else {
// 父进程等待子进程结束
int status;
pid_t wpid = waitpid(pid, &status, 0);
if (wpid == -1) {
perror("waitpid failed");
return 1;
}
printf("Child process finished with status %d", WEXITSTATUS(status));
}
return 0;
}
```