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Linux系统——进程与线程

news 2025/8/16 8:57:22

一、回收资源空间

pid_t wait(int *wstatus);
功能：阻塞父进程，等待回收子进程的资源空间
参数：
wstatus ：保存子进程消亡状态的变量地址
NULL：不保存子进程退出的状态
返回值：
成功：返回回收到的子进程的PID号
失败：-1
【wait（NULL）】

pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);

功能：回收指定进程的资源
和wait功能相似，比wait更灵活
参数：
pid：
<-1 回收指定进程组内的任意子进程（-100.等待GID=100的进程组中的任意子进程）
-1 回收任意子进程，组内外
0 回收和当前调用waitpid一个组的所有子进程，组内
> 0 回收指定ID的子进程

status 子进程退出时候的状态，
如果不关注退出状态用NULL；
options 选项：
0 表示回收过程会阻塞等待
WNOHANG 表示非阻塞模式回收资源。
返回值：成功返回接收资源的子进程pid
失败 -1
设定为非阻塞且没有回收到子进程返回0

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/wait.h>int main(int argc, const char *argv[])
{pid_t pid = fork();if (pid > 0){while (1){int wstatus;//pid_t pidtmp = waitpid(-1, &wstatus, 0);  ==>wait(&wstatus)pid_t pidtmp = waitpid(-1, &wstatus, WNOHANG);printf("pidtmp = %d\n", pidtmp);if (0 != pidtmp){if (WIFEXITED(wstatus)){printf("%d over normall, state : %d\n", pidtmp, WEXITSTATUS(wstatus));}else if (WIFSIGNALED(wstatus)){printf("%d ober by signal,signal num = %d\n", pidtmp, WTERMSIG(wstatus));}}printf("I am father : pid= %d\n", getpid());sleep(1);}}else if (0 == pid){int i = 20;while (i--){printf("I am son : pid = %d\n", getpid());sleep(1);}exit(9);//return 9;}else{perror("fork error");}return 0;

二、子进程资源回收策略

1. wait阻塞回收：一般情况下，父进程专门负责资源回收；
2. waitpid非阻塞方式回收：搭配轮询方式回收。
3. 不回收：子进程的任务需要一直执行
4. 异步回收：当子进程结束时通知父进程进行回收

三、exec函数族

在一个进程里面执行另外一个文件（可执行文件）：
本质：将文本去的指令代码替换成exec要执行的文件的指令。
int execl(const char *path, const char *arg, ...
/* (char *) NULL */);
参数：
path：要执行的可执行文件的路径和名称
arg：执行该可执行文件时需要传递的参数
NULL ：参数传递结束标志
返回值：
出错：-1
int execlp(const char *file, const char *arg, ...
/* (char *) NULL */);
功能：从PATH指定的系统路径下寻找该可执行文件
参数：
file：需要执行的可执行文件的名称（系统路径下已有的文件）
arg ：执行该可执行文件时需要传递的参数
int execle(const char *path, const char *arg, ...
/*, (char *) NULL, char * const envp[] */);
int execv(const char *path, char *const argv[]);
int execvp(const char *file, char *const argv[]);
int execvpe(const char *file, char *const argv[],
char *const envp[]);

l：list 列表
p：path 路径：系统路径
v：vector 容器
e：env 环境变量

在同一目录下，创建一个hello.c文件，在其编写打印出“hello world”字符串的代码，运行后生成可执行文件hello

创建exec.c文件，使运行exec.c文件而执行hello.c

int main(int argc, const char *argv[])
{printf("exec : pid = %d\n", getpid());execl("./hello", "./hello", NULL);printf("after exec\n");return 0;
}

注：使用exec函数，他不会在自己的 .c 中结束，而是在hello.c中结束，也就是在子进程中结束，再就是说 printf("after exec\n");

这行代码并不会执行，如过要返回父进程中结束，需要用下面介绍的函数。

四、system函数

int main(int argc, const char *argv[])
{printf("system : pid = %d\n", getpid());system("./hello");printf("After system\n");return 0;
}

其参数，是需要执行其他可执行文件的地址

手撕system函数

int my_system(char *buff)
{char *arg[10] = {NULL};int i = 0;char cmd[512] = {0};strcpy(cmd, buff);arg[i] = strtok(cmd, " ");while (arg[i] != NULL){printf("arg[%d] = %s\n", i, arg[i]);i++;arg[i] = strtok(NULL, " ");}pid_t pid = fork();if (pid > 0){wait(NULL);}else if (0 == pid){execvp(arg[0], arg);}return 0;}int main(int argc, const char *argv[])
{printf("system : pid = %d\n", getpid());
//	system("./hello");my_system("ls -l");printf("After system\n");return 0;
}

（srctok函数在之前文章有介绍，需要自行搜索）

五、线程

1. 什么是线程

轻量级的进程，可实现多任务的并发。
进程是操作系统资源分配的最小单位；
线程是操作系统任务调度的最小单位。

2. 线程的创建

线程由某个进程创建。
进程创建线程时，会为其分配独立的（8M）栈区空间；
线程和所在进程，以及进程中的其他线程，共用进程的堆区、数据区、文本区。

3. 线程的调度

宏观并行，微观串行

4. 线程消亡

1. 线程退出
2. 回收线程资源空间

5. 进程和线程的区别

进程：进程是操作系统资源分配的最小单位；
资源消耗：进程资源开销大，每次创建都需要有0-4G的虚拟内存空间
效率角度：由操作系统创建，创建时耗时比线程大；跨进程调度比跨线程调度慢；
通信方面：进程间不能直接通信，需要使用进程间通信机制（IPC机制）
安全性角度：进程安全性比线程高，各进程空间独立

线程：线程是操作系统任务调度的最小单位。
资源消耗：资源开销较小，只需要所在进程为其开辟8M的栈区空间
效率角度：由所在进程创建；跨进程调度比跨线程调度慢；
通信方面：通信简单，可以使用线程共享的区域进行通信（比如全局变量）
安全性角度：线程没有进程安全性好，一个线程异常可能影响同一进程中的所有线程

6.线程的相关编程

1. 线程的创建： pthread_create（）
pthread_self（）：获取当前线程的ID号
2. 线程调度：由操作系统调度
3. 线程消亡：
1. 线程退出：pthread_exit();
2. 线程回收：pthread_join();

#include <pthread.h>

（注：线程函数库是由Linux系统向RedHat公司引入，并不属于Linux，也就是在编译时，需要加上 - pthread/-lpthread）

int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,
void *(*start_routine) (void *), void *arg);
功能：创建一个新的线程
参数：
thread ：保存线程ID的变量地址
attr：线程属性的对象地址
NULL ：按照默认属性创建
start_routine：函数的指针：指向线程启动后要执行的任务（线程任务函数）
arg：为线程任务函数传递的参数
返回值：
成功：0
失败：非0

#include <stdio.h>
#include <pthread.h>
#include <unistd.h>//次线程
void *task(void *arg)
{printf("I am thread : tid = %ld\n", pthread_self());
}int main(int argc, const char *argv[])
{//主进程、主线程pthread_t tid;int ret = pthread_create(&tid, NULL, task, NULL);if (ret !=0){printf("pthread_create error\n");return -1;}while (1){}return 0;

代码运行速度较快，可能导致task函数没有执行，就导致运行结束，所以加个死循环，手动停止，或者将其更改为

sleep（2）

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http://www.dtcms.com/a/333129.html