一、進(jìn)程的創(chuàng)建和回收

一、進(jìn)程的概念

1、進(jìn)程！=程序

程序是靜態(tài)的，而進(jìn)程是動(dòng)態(tài)的?

2、進(jìn)程和程序的區(qū)別

1）進(jìn)程控制塊中包含進(jìn)程的屬性

2）程序在磁盤里面，堆棧都是在內(nèi)存中，程序運(yùn)行起來都在內(nèi)存中

3）進(jìn)程的運(yùn)行在內(nèi)存(RAM)中，手機(jī)內(nèi)存指的是運(yùn)行內(nèi)存64G，電腦內(nèi)存指的是硬盤（ROM）

4）初始化的全局變量在數(shù)據(jù)段，沒有初始化的全局變量放在BSS中

代碼段存放可執(zhí)行文件，機(jī)器碼

5） static聲明的變量不在棧中，和全局變量放在一起

棧：參數(shù)，返回值，局部變量

堆：malloc

6）一個(gè)進(jìn)程會被分為不同的區(qū)域

7）進(jìn)程控制塊（pcb）:

PID、進(jìn)程用戶、進(jìn)程狀態(tài)、優(yōu)先級、文件描述符表

3、進(jìn)程的類型

1）交互最常用，前臺運(yùn)行，在shell下可以控制

2）批處理

3）守護(hù)進(jìn)程，一直在后臺運(yùn)行，不能用shell命令控制

4、進(jìn)程的狀態(tài)

二、進(jìn)程常用的命令

1、查看進(jìn)程信息

1）ps當(dāng)前狀態(tài)下的進(jìn)程

2）ps -e當(dāng)前狀態(tài)下Linux所有的進(jìn)程

3)ps -elf Linux下進(jìn)程的詳細(xì)信息

4）進(jìn)程狀態(tài)

5）進(jìn)程標(biāo)志

6）ps下的目錄含義

PID:進(jìn)程ID

CMD：進(jìn)程的名稱

NI：進(jìn)程優(yōu)先級

PRI：進(jìn)程優(yōu)先級

SZ：占用內(nèi)存

C：占用的CPU利用率

7）ps -elf|grep PID

查看某個(gè)進(jìn)程

2、top實(shí)時(shí)查看進(jìn)程信息

1）翻頁shift+'<'(前翻頁)或'>'（后翻頁）

2）top -p PID查看某個(gè)進(jìn)程

3）ctrl+c退出

3、/proc查看進(jìn)程的某個(gè)目錄

4、nice命令

越nice優(yōu)先級越低

?1）一般nice只能調(diào)高

2）只有root才能設(shè)置為負(fù)值

3）nice打開一個(gè)進(jìn)程，設(shè)置優(yōu)先級

4）renice改變優(yōu)先級

5、

6、前臺和后臺的區(qū)別

1）當(dāng)./test運(yùn)行時(shí)：

ctrl+C:結(jié)束前臺運(yùn)行

2）ctrl+Z：此時(shí)程序進(jìn)入停止?fàn)顟B(tài)

3）jobs查看后臺進(jìn)程，這時(shí)進(jìn)程已經(jīng)在后臺

4）bg將掛起的進(jìn)程在后臺運(yùn)行

5)fg+序號

進(jìn)程又重新掛到前臺

7、ctrl+Z：把運(yùn)行的前臺進(jìn)程轉(zhuǎn)為后臺并停止

8、./test &進(jìn)入后臺運(yùn)行?

*三、創(chuàng)建子進(jìn)程

（一）創(chuàng)建子進(jìn)程

1、子進(jìn)程的概念

在Linux下除了0號進(jìn)程，其他的進(jìn)程都是由別人創(chuàng)建的

2、創(chuàng)建子進(jìn)程

讓我們的進(jìn)程創(chuàng)建子進(jìn)程

1）代碼

子進(jìn)程B的代碼和A的代碼相同

但子進(jìn)程B只執(zhí)行程序中fork函數(shù)之后的代碼

2）打印結(jié)果

父進(jìn)程子進(jìn)程分別打印

3）如何讓父子進(jìn)程分別執(zhí)行

（二）父子進(jìn)程

1、子進(jìn)程只執(zhí)行fork之后的代碼

2、父子進(jìn)程執(zhí)行順序是操作系統(tǒng)決定的

?3、父子進(jìn)程的關(guān)系

（三）結(jié)束進(jìn)程

4、若父進(jìn)程先結(jié)束，被init進(jìn)程收養(yǎng)，子進(jìn)程變成后臺進(jìn)程

1）分別對父子進(jìn)程加一個(gè)sleep

父子進(jìn)程隨機(jī)

子父進(jìn)程ID

2)kill掉父進(jìn)程

子進(jìn)程的父進(jìn)程變成了2107，也就是init

子進(jìn)程變成后臺進(jìn)程

5、如果子進(jìn)程先結(jié)束，父進(jìn)程沒有來得及回收，子進(jìn)程變成僵尸進(jìn)程

kill掉父進(jìn)程

此時(shí)kill掉父進(jìn)程，子進(jìn)程消失

四、子進(jìn)程進(jìn)階

1、孫進(jìn)程

子進(jìn)程也進(jìn)行了for循環(huán)?

解決辦法：子進(jìn)程執(zhí)行結(jié)束break

五、進(jìn)程的退出

exit會刷新緩沖流-庫函數(shù)-<stdlib.h>

_exit不會刷新緩沖流-系統(tǒng)調(diào)用-<unistd.h>

1、main函數(shù)return會隱式調(diào)用exit

兩個(gè)結(jié)果相同，其他函數(shù)return只是返回上一級

2、exit:

兩個(gè)結(jié)果相同

3、_exit:沒有刷新流緩沖區(qū)

六、進(jìn)程的回收

*（一）wait-回收并查看子進(jìn)程的情況

1、status和結(jié)束返回2的進(jìn)程不同

2、16進(jìn)制打印200不是2

3、用宏來取得進(jìn)程的返回值

4、父進(jìn)程對子進(jìn)程的回收

1）不回收

2）回收

僵尸進(jìn)程：子進(jìn)程結(jié)束，但是沒有被父進(jìn)程回收

*(二)waitpid

1、

2、指定pid

3、WNOHANG不阻塞，直接執(zhí)行，如果當(dāng)前子進(jìn)程還未結(jié)束，則會出錯(cuò)

出錯(cuò)：

修正：休眠2秒，等子進(jìn)程結(jié)束

二、exec函數(shù)族

一、exec函數(shù)族的執(zhí)行過程

1、父進(jìn)程的父進(jìn)程是shell

2、函數(shù)族-有很多個(gè)函數(shù)

3、通過調(diào)用exec函數(shù)族執(zhí)行某個(gè)程序

4、調(diào)用exec函數(shù)族進(jìn)程當(dāng)前內(nèi)容被指定的程序替換

5、相當(dāng)于父子進(jìn)程執(zhí)行不同程序

二、execl函數(shù)和execlp函數(shù)

1、execl-需要寫全部路徑

相當(dāng)于命令“l(fā)s -a -l”

2、execlp-不需要寫全部路徑

執(zhí)行效果和execl相同

三、execv函數(shù)和execvp函數(shù)

1、execv-全部路徑-將命令定義成數(shù)組

2、execvp-不需要全部路徑-數(shù)組

四、system函數(shù)

1、system的實(shí)現(xiàn)

五、exec函數(shù)族特點(diǎn)

1、exec函數(shù)族-進(jìn)程當(dāng)前內(nèi)容被指定內(nèi)容替換，exec函數(shù)以后的程序沒有被執(zhí)行

2、第0個(gè)參數(shù)不使用但是要寫

3、父子進(jìn)程執(zhí)行不同程序

三、GDB調(diào)試

一、GDB調(diào)試多進(jìn)程程序

1、想要用GDB調(diào)試，編譯加-g

gcc -g -o 文件名

2、進(jìn)入gdb調(diào)試：gdb 可執(zhí)行文件

3、quit 退出

4、start開始調(diào)試

5、n進(jìn)入下一步

6、默認(rèn)跟蹤父進(jìn)程

1）set follow-

顯示可以跟蹤的進(jìn)程

2）set follow-fork-mode

可以繼續(xù)選擇跟蹤父子進(jìn)程

3）跟蹤孩子

set follow-fork-mode child

4)同時(shí)調(diào)試父子進(jìn)程

調(diào)試子進(jìn)程，同時(shí)可以切換父進(jìn)程

5）切換調(diào)試的進(jìn)程

查看可以運(yùn)行的進(jìn)程

從進(jìn)程5切換到了進(jìn)程1

7、調(diào)試多進(jìn)程

四、守護(hù)進(jìn)程

一、守護(hù)進(jìn)程的概念

1、守護(hù)進(jìn)程是后臺進(jìn)程，始終后臺運(yùn)行

2、守護(hù)進(jìn)程獨(dú)立于終端

3、

1）進(jìn)程組：

2）會話：一個(gè)終端界面可以理解成一個(gè)會話

3）控制終端-就是終端

4、

5、守護(hù)進(jìn)程是孤兒進(jìn)程

6、守護(hù)進(jìn)程的創(chuàng)建

1）創(chuàng)建子進(jìn)程，然后令子進(jìn)程變成孤兒進(jìn)程，被init收養(yǎng)，變成后臺進(jìn)程

此時(shí)子進(jìn)程已經(jīng)被init收養(yǎng)

2）創(chuàng)建會話-setsid

稱為新的會話組長

自己當(dāng)家做主人了?

3）改變工作目錄-不被之前的父進(jìn)程目錄局限

4）重設(shè)掩碼-創(chuàng)建文件權(quán)限（不是必須的）

5）關(guān)閉打開的文件描述符?

關(guān)閉文件描述符后，不會在打印到屏幕

守護(hù)進(jìn)程不能在屏幕上打印東西，不能接收鍵盤的輸入

7、nohup ./test.c &:將前臺進(jìn)程轉(zhuǎn)為后臺進(jìn)程

沒有寫守護(hù)進(jìn)程變成后臺的方法

二、守護(hù)進(jìn)程的實(shí)現(xiàn)

五、線程的創(chuàng)建和參數(shù)傳遞

一、線程的基本特點(diǎn)

1、線程共享相同的地址空間

共享全局變量

2、線程是在windows下創(chuàng)建的，被Linux引用，Linux不分線程和進(jìn)程

3、線程的特點(diǎn)

4、線程共享資源

常用：靜態(tài)數(shù)據(jù)、文件描述符、工作目錄

5、? 線程的私有資源

常用：錯(cuò)誤號、堆棧

二、使用pthread庫函數(shù)創(chuàng)建線程

線程不是通過Linux內(nèi)核實(shí)現(xiàn)，而是由線程庫來實(shí)現(xiàn)

2、創(chuàng)建線程

三、常見編譯錯(cuò)誤及處理方法

鏈接錯(cuò)誤

四、線程的運(yùn)行特點(diǎn)

1、線程創(chuàng)建需要時(shí)間，如果主進(jìn)程退出，線程不能得到執(zhí)行，馬上退出

主進(jìn)程退出，創(chuàng)建的線程也會退出

2、sleep 1秒，線程創(chuàng)建成功

五、線程id的獲取

1、線程的退出

2、pthread_exit（）函數(shù)-常用于清理線程

3、打印tid

1)主函數(shù)中，直接獲取

2）pthread_self()函數(shù)-函數(shù)中獲得自己的id

4、打印pid

**六、線程的參數(shù)傳遞

1、通過地址傳遞參數(shù)，注意類型轉(zhuǎn)換

void定義下的arg是任意類型，直接轉(zhuǎn)換成Int類型

2、也可以值傳遞-可能會報(bào)警，需要程序員自己保證數(shù)據(jù)長度正確

3、建立多個(gè)線程

七、段錯(cuò)誤的原因及處理方法

六、線程的回收及內(nèi)存演示

一、pthread_join與pthread_exit

相當(dāng)于進(jìn)程中的wait函數(shù)

1、pthread_join主函數(shù)對線程的回收-阻塞函數(shù)，線程沒有回收則等待

2、pthread_exit 線程結(jié)束函數(shù)

二、常見的編譯錯(cuò)誤

三、pthread_join函數(shù)特點(diǎn)

1、一個(gè)缺點(diǎn)，如果是單線程回收方便，循環(huán)創(chuàng)建多線程，如果最開始的線程沒有結(jié)束，pthread_join也會阻塞

四、線程分離pthread_detach

1、線程主動(dòng)與主控線程斷開關(guān)系，自己可以回收，不需要pthread_join

2、pthread_detach使用

在主函數(shù)中：

不阻塞

在線程函數(shù)中：

3、線程屬性分離

4、回收線程的三種方式

1）pthread_join(局限)

2）pthread_detach

3）創(chuàng)建線程時(shí)分離屬性

五、線程回收內(nèi)存演示

查看內(nèi)存命令： top -p 進(jìn)程號

線程回收前

等待線程回收后

七、線程的取消和清理

一、pthread_cancel與線程取消點(diǎn)

1、查看線程-L大寫

ps -eLf |grep detach

2、殺掉線程

1）必須有取消點(diǎn)-阻塞

2）gdb命令：bt-打印調(diào)用棧

二、GDB調(diào)試段錯(cuò)誤

三、pthread_testcancel手動(dòng)設(shè)置取消點(diǎn)

1、線程取消需要取消點(diǎn)

2、如果不確定有沒有取消點(diǎn)，可以手動(dòng)設(shè)置一個(gè)取消點(diǎn)

四、 pthread_setcancelstate設(shè)置取消屬性

1、取消取消點(diǎn)

2、恢復(fù)其他地方取消點(diǎn)

3、主函數(shù)中的sleep

4、

五、線程清理

1、如果線程申請了一塊內(nèi)存，但線程因?yàn)樽枞蝗∠?#xff0c;則會造成內(nèi)存泄露

2、線程清理是在線程異常退出之后，進(jìn)行清理

3、線程的清理函數(shù)本質(zhì)上是宏定義，必須成對使用

push-pop

4、

return可以結(jié)束線程，但是不能出發(fā)清理函數(shù)

5、可以cancel自己

兩種情況：

1）到取消點(diǎn)取消，取消點(diǎn)之前可以取消

2）立即取消

八、**互斥鎖/讀寫鎖/死鎖

一、互斥鎖的概念和使用

（一）臨界資源

1、臨界資源是只允許一個(gè)資源訪問的任務(wù)，互斥資源

2、外設(shè)、磁盤都是臨界資源

3、臨界區(qū)是訪問臨界資源的代碼

（二）互斥機(jī)制

1、動(dòng)態(tài)初始化創(chuàng)建

2、靜態(tài)方式創(chuàng)建

3、鎖的銷毀

4、互斥鎖的使用

5、申請鎖

1）兩個(gè)函數(shù)的區(qū)別

6、釋放鎖

*（三）互斥鎖

1、創(chuàng)建兩個(gè)線程，打印字符到文件中

主函數(shù)：

1.txt:兩個(gè)線程隨機(jī)打印，亂序

2、使用靜態(tài)方式定義互斥鎖

1）初始化互斥鎖

2）添加互斥鎖

3）添加了互斥鎖之后的1.txt

4)如果線程執(zhí)行多個(gè)任務(wù)，例如多個(gè)文件的寫操作，需要定義多個(gè)互斥鎖

二、讀寫鎖概念和使用

1、讀寫鎖-提高線程的讀寫速度-可同時(shí)讀

2、防止讀的時(shí)候有線程寫入

3、同一時(shí)刻只有一個(gè)線程可以獲得寫鎖，同一時(shí)刻可以有多個(gè)線程獲得讀鎖

4、代碼

1）在主函數(shù)中定義讀寫鎖

2）結(jié)構(gòu)體變量聲明

3）加鎖

4）結(jié)果與互斥鎖相同

結(jié)論：讀寫鎖與互斥鎖結(jié)果相近

5、讀寫鎖-只讀

讀寫鎖比互斥鎖好的地方是，讀寫鎖可以允許寫的時(shí)候讀

三、死鎖的避免

1、死鎖的概念

2、死鎖都是在一把鎖的情況下

3、代碼

1）設(shè)置兩把鎖，兩個(gè)線程同時(shí)調(diào)用兩個(gè)資源

2）解決辦法

延長休眠時(shí)間

1、使用一把鎖，鎖越少越好

2、獲得1，2的先后順序相同

九、條件變量的使用及注意事項(xiàng)

十、線程尺及gdb調(diào)試多線程

一、線程池的概念

1、一般線程創(chuàng)建使用完都會被回收

2、線程的創(chuàng)建和銷毀>線程的執(zhí)行，時(shí)間不劃算

3、線程池的結(jié)構(gòu)

1）任務(wù)隊(duì)列

2）線程池工作線程

二、線程池的實(shí)現(xiàn)

三、線程的GDB調(diào)試

1、主函數(shù)

2、設(shè)置斷點(diǎn) b

3、run運(yùn)行程序

4、info thread查看線程

5、切換線程

6、下一步next

7、執(zhí)行完一個(gè)線程后再次查看，線程消失

8、

9、設(shè)置線程鎖

設(shè)置之后，除了選定的線程，其他不執(zhí)行

10、切換到第3個(gè)，第6行斷電

十一、有名管道和無名管道

一、無名管道基礎(chǔ)

（一）進(jìn)程間通信方式

**（面試題）1、進(jìn)程間通信的方式

1）無名管道-親緣進(jìn)程

2）有名管道

*3）信號

4）共享內(nèi)存

5）套接字-網(wǎng)絡(luò)-進(jìn)程間通信

進(jìn)程-進(jìn)程/主機(jī)-主機(jī)

開銷最大

6）古老

（二）無名管道的特點(diǎn)

1、概念

相當(dāng)于共享內(nèi)存，通過管道傳遞消息

2、特點(diǎn)

1）只能父子或兄弟

2）單工通訊-固定讀端和寫端

2）創(chuàng)建兩個(gè)文件描述符

3、無名管道的創(chuàng)建

單工通信-每個(gè)進(jìn)程fd[0]和fd[1]只能用一個(gè)

（三）無名管道的創(chuàng)建

父子進(jìn)程間的通信：

只有讀操作之后才能打印buf

二、無名管道進(jìn)階

1、父進(jìn)程創(chuàng)建了無名管道

2、子進(jìn)程進(jìn)程描述符相同

3、關(guān)閉管道

父子進(jìn)程都可以關(guān)閉讀寫管道，無論這一段是讀還是寫

4、在同一個(gè)進(jìn)程自己讀和自己寫是進(jìn)行不了的

子進(jìn)程之間相互通信：

5、管道可以用于大于兩個(gè)進(jìn)程的共享

6、可以兩個(gè)子進(jìn)程讀/寫，父進(jìn)程寫/讀

7、無名管道的讀寫特性

管道大小是64K

三、有名管道概念和使用

（一）有名管道的特點(diǎn)

1、通過文件系統(tǒng)，但是文件不是放在磁盤，放在內(nèi)存中，通過文件IO

2、有名管道的特點(diǎn)

（二）有名管道的創(chuàng)建

1、有名管道的創(chuàng)建

路徑不能是Linux和wins共享目錄

2、直接創(chuàng)建在根目錄下

（三）有名管道的讀寫

1、寫進(jìn)程代碼：

2、讀進(jìn)程代碼：

讀寫結(jié)果：

四、有名管道的注意事項(xiàng)

1、不能使用讀寫方式打開文件

2、文件可以創(chuàng)建在根目錄下，但是不能創(chuàng)建在共享目錄下

3、默認(rèn)情況下只寫O_RDWR和只讀O_RDONLY參數(shù)是阻塞的，加了第二個(gè)參數(shù)，不會阻塞，沒有內(nèi)容可讀，直接退出

一個(gè)參數(shù)阻塞：

兩個(gè)參數(shù)：

讀文件：沒有內(nèi)容直接報(bào)錯(cuò)

有內(nèi)容讀內(nèi)容

寫文件：打開失敗