Linux 应用软件编程 多任务并发

二、多任务并发

单任务：程序运行起来，只能处理一件事情

多任务：程序运行起来，可以同时处理多件事情

1.进程

7.进程相关的函数

2.进程的消亡

进程资源空间回收：

wait

pid_t wait(int *wstatus);
功能：阻塞等待回收僵尸态进程
参数：
	wstatus：保存回收的子进程的退出状态
返回值：
	成功：返回回收到的子进程的ID
	失败：-1
WIFEXITED(wstatus)  是不是正常结束   
WEXITSTATUS(wstatus) 使用这个宏去拿exit结束状态
WIFSIGNALED(wstatus) 是不是收到了信号而终止的            
WTERMSIG(wstatus)如果是信号终止的，那么是几号信号。

waitpid

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 

waitpid(0,&status,0)   //默认阻塞  ==wait(&status);
waitpid(0,&status,WNOHANG)； // 非阻塞方式

注意：使用waitpid以非阻塞方式回收时，要搭配轮询方式实现。

8.exec函数族

功能：在一个进程中执行另外一个文件
int execl(const char *path, const char *arg, ...
                       /* (char  *) NULL */);
 功能：可以执行任意可执行文件
 参数：     
 	path：要执行的文件的路径和名称
 	arg：执行该文件需要的参数
int execlp(const char *file, const char *arg, ...
                       /* (char  *) NULL */);
功能：执行环境变量保存的系统路径下的可执行文件
参数：
	file：需要执行的文件的名称
	arg：执行该文件需要的参数
int execle(const char *path, const char *arg, ...
                       /*, (char *) NULL, char * const envp[] */);
int execv(const char *path, char *const argv[]);
功能：可以执行任意可执行文件
 参数：     
 	path：要执行的文件的路径和名称
 	argv：执行该文件需要的参数存放的指针数组
int execvp(const char *file, char *const argv[]);
int execvpe(const char *file, char *const argv[],
                       char *const envp[]);

	l ： list-----》列表         "ls", "-l"
	v : vector---->容器（数组）  
    p ：path  ----》路径 exec会自动从PATH环境变量所保存的路径下去寻找
  	e ：env   ----》环境变量

exec原理：当执行exec时，系统将要执行的文件和进程中文本区的指令数据进行替换。

env ： 查看系统中的环境变量
whereis 二进制/库   查看二进制。库对应的位置

2.线程

1.什么是线程

线程是一个轻量级的进程，用来实现多任务并发。

线程是操作系统任务调度的最小单位。

线程由某个进程创建。

2.线程的创建

线程由所在进程创建，创建时，进程为其分配独立的栈区空间（默认8M）。

同一个进程中的线程，共用所在进程的堆区、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

线程退出

回收线程的资源空间

5.进程和线程的区别*

|-----------------------|----------------------|
| 进程 | 线程 |
| 正在执行的程序 | 轻量级的进程 |
| 操作系统资源分配的最小单位 | 操作系统任务调度的最小单位 |
| 资源空间消耗大（0-4G虚拟内存空间） | 资源空间消耗小（栈区独立，其他区域共享） |
| 进程效率低（创建、任务切换） | 线程效率高（创建、任务切换） |
| 进程安全性高（进程空间独立） | 线程安全性低 |
| 进程间通信较复杂，需要用到IPC机制 | 线程间通信简单（全局变量） |
| 在相同资源平台下，多进程的并发量少于多线程 | |

6.线程相关接口

pthread_create();

int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,
                          void *(*start_routine) (void *), void *arg);
功能：创建并启动一个线程
参数：
	thread ：保存线程ID的变量地址
	attr ：设置线程属性
		NULL ：按照默认属性创建
	start_routine ：函数指针，线程启动后要执行的任务的函数地址（线程任务函数）
	arg ：传递给线程任务函数的参数
返回值：
	成功：0
	失败：非0

注意：1.编译和链接时要加-lpthread，表示链接线程库。

2.线程执行时，线程所在的进程不能先退出。

pthread_exit();

phtread_self();

pthread_join();