进程和线程（2）

Linux多进程与多线程学习总结（CSDN风格）

一、进程回收 waitpid

函数原型

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

功能：回收指定子进程资源，避免僵尸进程。

参数说明

1. pid：要回收子进程PID
2. wstatus：传出参数，保存子进程退出状态的地址
3. options
   • 0：阻塞回收，子进程没结束就卡住等待
   • WNOHANG：非阻塞回收，子进程未结束直接返回0，不阻塞

返回值

• 成功：返回被回收子进程PID
• 子进程未结束（WNOHANG）：返回0
• 出错：返回‑1

对比：wait()只能任意阻塞回收子进程；waitpid()可以精准指定PID，支持非阻塞轮询。

二、exec函数族

exec系列：覆盖当前进程地址空间，去执行新程序，PID保持不变。调用成功原有代码不再执行；只有失败才返回‑1。

函数	后缀含义	调用形式特点
execl	l(list)	路径+可变参数列表，(char *)NULL结尾
execlp	l+p	PATH环境变量搜索程序名，列表传参
execle	l+p+e	路径+列表+自定义环境变量表
execv	v(vector)	路径+字符串指针数组argv
execvp	v+p	文件名，从PATH查找，数组传参
execvpe	v+p+e	文件名+数组+自定义环境变量

记忆口诀：

• l：list，可变列表传参 ，参数逐个写，末尾必须(char *)NULL
• v：vector，指针数组传参，把参数放到char*数组
• p：path，会读取系统PATH环境变量，只写程序名不用写完整路径
• e：env，可传入自定义环境变量，不使用默认全局environ

返回值：成功无返回；失败返回‑1。

注意：exec执行成功，后面代码直接丢弃，不会运行。一般搭配fork，子进程中调用exec。

三、环境变量 setenv

int setenv(const char *name, const char *value, int overwrite);

功能：设置/修改进程环境变量。

参数：

• name：环境变量名
• value：环境变量值
• overwrite：非0覆盖原有值；0若变量已存在，不做修改。

返回：成功返回0；失败返回‑1。

全局环境变量：extern char **environ;，存放整个进程全部环境变量。

四、进程与线程核心区别

1. 进程：操作系统资源分配最小单元
   • 每个进程拥有独立完整虚拟地址空间（0‑4G）：文本段、数据段、堆、栈全部私有。
   • 进程之间完全隔离，通信必须IPC（管道、共享内存、消息队列）。
2. 线程：操作系统CPU调度最小单元（轻量级进程）
   • 线程存在于进程内部；同一个进程内所有线程共享：文本段、全局变量、静态变量、堆、环境变量。
   • 每个线程独有：自己的栈空间（默认8MB），局部变量存在线程栈，线程私有。

宏观并行，微观串行：多个线程/进程交替使用CPU，看上去同时运行。

进程操作	对应线程接口
fork() 创建子进程	pthread_create() 创建线程
exit() 退出进程	pthread_exit() 退出线程
wait/waitpid() 回收子进程	pthread_join() 回收线程

⚠️线程不调用pthread_join回收，会产生僵尸线程，内存资源泄漏。

五、线程API详解

1. pthread_create 创建线程

int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr,
                   void *(*start_routine)(void *), void *arg);

• thread：传出参数，保存线程ID(TID)
• attr：线程属性，栈大小、分离属性，填NULL使用默认
• start_routine：线程入口函数，格式固定 void* fun(void* arg)
• arg：传给线程函数唯一参数，void*万能指针

返回：成功返回0；失败返回错误编号。

重点坑：给线程传参，不要直接传局部变量地址；多线程并发会竞争，优先malloc堆内存传递，线程内部free释放。

禁止直接(void *)i把int数字强制转指针，64位下报大小不匹配警告。

2. pthread_exit 线程退出

void pthread_exit(void *retval);

功能：结束当前线程，不影响同进程其他线程。

retval：线程退出返回值，可被pthread_join接收。

注意：不要在线程调用exit()，exit直接把整个进程全部结束。

3. pthread_join 阻塞回收线程

int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);

• 特性：阻塞函数，等待指定线程执行完毕，才返回。
• thread：要回收的线程ID
• retval：二级指针，接收pthread_exit传出的返回值；不需要接收填NULL。

返回：成功返回0；失败返回错误码。