嵌入式linux学习 -- 进程和线程

一、进程

3. 进程调度 -- 函数接口

4. wait

  • 原型:pid_t wait(int *wstatus);
  • 功能:

回收子进程空间

  • 参数:

wstatus:存放子进程结束状态空间的首地址

  • 返回值:

成功返回回收到的子进程的PID,失败返回-1

wait具有阻塞等待功能,等到有子进程结束才会回收子进程继续向下执行

wait可以实现父子进程任务的同步

5. waitpid

  • 原型:pid_t waitpid(pid_t pid, int *wstatus, int options);
  • 功能:

回收指定的子进程空间

  • 参数:

pid:要回收的进程的PID(-1表示回收任意子进程)

wstatus:存放子进程结束状态空间首地址

options:

0 阻塞回收 WNOHANG 非阻塞回收

  • 返回值:

成功返回回收到的子进程PID,失败返回-1

指定的子进程空间没结束,返回0

waitpid(-1, NULL, 0) 等价于 wait(NULL)

waitpid可以非阻塞回收子进程空间

waitpid可以回收指定子进程空间

5.exec函数族

1. 函数族原型

利用进程空间执行另一份代码

exec常搭配fork使用,fork负责创建新的子进程,exec负责让子进程执行自己的代码

extern char **environ;

int execl(const char *path, const char *arg, .../* (char *) NULL*/);

int execlp(const char *file, const char *arg, .../* (char *) NULL*/);

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 *constenvp[]);

l:参数以列表的形式传递

p:在系统变量PATH对应的目录下查找文件

v:参数以指针数组的形式传递

e:执行新代码是更新环境变

2. 主函数传参

void main(void);

int main(void);

int main(int argc, const char *argv[]);

int main(int argc, const char **argv)

argc:传入参数的个数

argv:存放每一个传入参数指针的数

3. system函数

  • 原型:int system(const char *command);
  • 功能:

运行command命令

  • 参数:

command:shell命令字符串首地址

  • 返回值:

成功返回0,失败返回-1

二、线程

1. 概念

线程是一个轻量级的进程

线程本质就是一个进程

线程和进程不完全一致,轻量指空间,进程空间和线程空间管理方法不同

2. 进程和线程

1. 本质

线程本质是进程,线程是任务创建、调度、回收的过程

2. 进程空间

文本段 + 数据段 + 系统数据段

3. 线程空间

线程必须位于进程空间内部,没有进程,线程无法独立存在

一个进程中的所有线程共享文本段+数据段+堆区,独享栈区

线程独享的栈区默认为8M

一个进程中的多个线程切换调度任务时,资源开销比较小

4. 进程和线程的区别

线程是CPU任务调度的最小单元

进程是操作系统资源分配的最小单元

3. 多进程和多线程

|--------|-----------------------------|---------------------------------------------|-----------|
| 场景 | 多进程 | 多线程 | 对比 |
| 效率 | 多进程切换需要重映射物理地址 占用资源开销较大 | 多线程在同一进程空内部切换任务,占用资源开销较小 | 多进程<多线程 |
| 通信 | 多进程没有共享空间 需要使用进程间通信的方法来完成通信 | 多线程有共享空间,只定义共享空间变量完成数据交换即可实现通信 | 多进程<多线程 |
| 资源竞争 | 多进程没有共享空间 不存在资源竞争 | 多线程使用共享空间通信需保证资源使用的互斥性 防止多线程对共享资源产生竞争 | 多进程> 多线程 |
| 安全 | 多进程空间独立 一个进程的崩溃不会影响其进程 | 多线程共用同一个进程空间 个线程异常崩溃,可能引发进程异常退出,导致其余线程也无法执行 | 多进程> 多线程 |

4. 线程的调度

与进程调度保持一致

宏观并行,微观串行

5. 线程的函数接口

1. 线程接口对应的进程接口

|----------|----------------|
| 进程接口 | 线程接口 |
| fork | pthread_create |
| exit | pthread_exit |
| wait | pthread_join |

2. pthread_create

  • 原型:int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,void *(*start_routine) (void *), void *arg);
  • 功能:

在进程中创建一个线程

  • 参数:

thread:存放线程ID空间的首地址

attr:线程的属性,默认属性NULL

start_routine:线程函数的入口

arg:线程传入的参数

  • 返回值:

成功返回0,失败返回错误

3. pthread_self

  • 原型:pthread_t pthread_self(void);
  • 功能:

获得调用该函数的线程的ID号

4. pthread_exit

  • 原型:void pthread_exit(void *retval);
  • 功能:

结束当前线程任务

  • 参数:

retval:线程结束的值

5. pthread_join

  • 原型:int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);
  • 功能:

回收线程空间

  • 参数:

thread:要回收的线程的ID

retval:存放线程结束状态空间的首地址

  • 返回值:

成功返回0,失败返回错误

tid对应的线程只要不退出,pthread_join阻塞等待结束回收线程空间

pthread_join具备同步功能

6. 线程的消亡

线程结束需要回收线程空间,否则产生僵尸线程

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