Linux中的等待函数是如何工作的？

在Linux系统中，等待函数是用于控制进程执行流程的关键组成部分，下面将详细解析这些函数的作用和使用方法：

1、延时函数

sleep：该函数用于使当前进程进入休眠状态，其参数以秒为单位指定延迟时间，它常用于系统编程中，让进程暂停执行一段时间。

usleep：与sleep类似，但usleep接受的单位是微秒，因此它提供了更精确的延时控制，适用于需要更细粒度延迟的场景。

nanosleep：nanosleep函数提供了一个更高精度的延时手段，其参数以纳秒为单位，适合于需要高精确度的延时操作，在C++的std::sleep_for底层是通过nanosleep实现的。

2、进程等待函数

wait：该函数用于使父进程阻塞，直到其中一个子进程结束为止，当子进程结束时，wait会返回该子进程的PID，并接收其退出状态。

waitpid：相比于wait，waitpid提供了更多的灵活性，可以指定等待特定的子进程，它还可以决定是否要等待子进程停止或仅在它们处于某种特定状态时才返回。

3、内核延时函数

mdelay：mdelay函数在内核编程中使用，它可以实现毫秒级的延时，并且它是忙等待，即在延时期间CPU是被占用的。

udelay：提供微秒级的延时，并且也是忙等待方式，它通常用在需要短延时且对CPU使用不敏感的情况。

ndelay：与udelay类似，不过ndelay用于内核模块初始化阶段的延时，通常在驱动开发中使用。

4、进程同步机制

vfork：vfork函数创建一个新的进程图像，与fork相似，但是它保证子进程在调用exec之前先运行，这个特性可以用于避免复制页表的开销，直到子进程需要自己的地址空间。

在使用上述函数时，开发者需要注意如下几点：

确定延时的精度需求，以便选择最适合的延时函数。

考虑延时期间的CPU使用情况，尤其是在内核级别的延时函数使用时。

了解进程等待函数的行为差异，特别是在有多个并发进程时，如何高效管理这些进程。

Linux系统中的等待函数是进行进程控制、系统编程和内核开发不可或缺的工具，延时函数可以根据不同的精度要求来选择，而进程等待函数则处理了父进程与子进程之间的同步问题，正确而高效的使用这些函数对于确保系统的稳定运行和良好性能至关重要。