嵌入式學習-IO進程-Day04

進程的函數(shù)接口

fork和Vfork

回收進程資源

wait

waitpid

退出進程

獲取進程號（getpid，getppid）

守護進程

守護進程的特點

創(chuàng)建步驟

exec函數(shù)族

線程

概念

線程和進程的區(qū)別

線程資源

線程函數(shù)接口

創(chuàng)建線程（pthread_create）

退出線程

進程的函數(shù)接口

fork和Vfork

回收進程資源

wait

#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>pid_t wait(int *wstatus);
功能：回收子進程資源(阻塞)
參數(shù)：status：子進程退出狀態(tài)，不接受子進程狀態(tài)設(shè)為NULL
返回值：成功：回收的子進程的進程號
        失敗：-1
用法：wait（NULL）；

示例代碼：

waitpid

pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options);
功能：回收子進程資源
參數(shù)：
    pid：>0     指定子進程進程號=-1   任意子進程=0    等待其組ID等于調(diào)用進程的組ID的任一子進程<-1   等待其組ID等于pid的絕對值的任一子進程
    status：子進程退出狀態(tài)
    options：0：阻塞
    WNOHANG：非阻塞
返回值：正常：結(jié)束的子進程的進程號
      當使用選項WNOHANG且沒有子進程結(jié)束時：0
      出錯：-1wait（NULL） == waitpid(-1,NULL,0) //阻塞回收任意子進程資源
waitpid(pid,NULL,0); //阻塞回收指定進程
waitpid(-1,NULL,WNOHANG);不阻塞回收任意子進程

非阻塞示例代碼

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/wait.h>int main(int argc, char const *argv[])
{pid_t pid = fork();if (pid < 0){perror("fork err");return -1;}else if (pid == 0){printf("in child\n");sleep(5); // 睡眠是為了看到現(xiàn)象printf("子進程退出\n");}else{printf("嘗試回收我的子進程資源\n");while (1){pid_t result = waitpid(pid, NULL, WNOHANG);if (result == 0){printf("子進程還在運行.....\n");sleep(1);}else{printf("子進程結(jié)束\n");break;}}}return 0;
}

退出進程

void exit(int status);
功能：結(jié)束進程，刷新緩存
參數(shù)：退出的狀態(tài)
不返回。
void _exit(int status);
功能：結(jié)束進程，不刷新緩存
參數(shù)：status是一個整型的參數(shù)，可以利用這個參數(shù)傳遞進程結(jié)束時的狀態(tài)。
    通常0表示正常結(jié)束；
    其他的數(shù)值表示出現(xiàn)了錯誤，進程非正常結(jié)束exit和return的區(qū)別
exit：函數(shù)，結(jié)束進程。
return：關(guān)鍵字，結(jié)束函數(shù)。exit和_exit的區(qū)別
exit（）：刷新緩存區(qū)，關(guān)閉所有打開的文件指針
_exit():立即終止進程，不會執(zhí)行上述操作

示例代碼：

獲取進程號（getpid，getppid）

pid_t getpid(void);
功能：獲取當前進程的進程號
pid_t getppid(void);
功能：獲取當前進程的父進程號

練習：創(chuàng)建子進程，在父子進程中分別獲取他們的進程號和父進程號，獲取結(jié)束，回收子進程資源，退出進程。

守護進程

守護進程的特點

守護進程是后臺進程；生命周期比較長，從系統(tǒng)啟動時開啟，系統(tǒng)關(guān)閉時結(jié)束；它是脫離控制終端且周期執(zhí)行的進程。

創(chuàng)建步驟

示例代碼：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
int main(int argc, char const *argv[])
{
    pid_t pid = fork();
    if (pid < 0)
    {
        perror("fork err");
        return -1;
    }
    else if (pid == 0)
    {
        //在子進程中創(chuàng)建新的會話
        setsid();
        //改變路徑到根目錄
        chdir("/");
        //改變文件權(quán)限掩碼
        umask(0);
        //關(guān)閉文件描述符
        for (int i = 0; i < 3; i++)
        {
            close(i);
        }
       while(1);
    }
    else
    {
       exit(0);
    }
    return 0;
}

練習：

創(chuàng)建一個守護進程，循環(huán)間隔1s向文件中寫入一串字符“hello”

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>int main(int argc, char const *argv[])
{
    pid_t pid = fork();
    if (pid < 0)
    {
        perror("fork err");
        return -1;
    }
    else if (pid == 0)
    {
        // 在子進程中創(chuàng)建新的會話
        setsid();
        // 改變路徑到根目錄
        chdir("/");
        // 改變文件權(quán)限掩碼
        umask(0);
        // 關(guān)閉文件描述符
        for (int i = 0; i < 3; i++)
        {
            close(i);
        }
        // 打開一個文件
        int fd = open("/tmp/info.log", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0777);
        if (fd < 0)
        {
            perror("open err\n");
            return -1;
        }
        // 循環(huán)寫入
        while (1)
        {
            write(fd, "hello\n", 6);
            sleep(1);
        }
    }
    else
    {
        exit(0);
    }
    return 0;
}

exec函數(shù)族

作用：在當前進程中執(zhí)行一個新的程序。

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 *const envp[]);

線程

概念

線程是一個輕量級的進程，為了提高系統(tǒng)的性能引入線程，線程和進程都參與統(tǒng)一的調(diào)度。

線程和進程的區(qū)別

線程資源

共享的資源：可執(zhí)行的指令，靜態(tài)的數(shù)據(jù)，進程中打開的文件描述符，信號處理函數(shù)。當前的工作目錄，用戶的ID，用戶的組ID

私有資源：線程ID (TID)、PC(程序計數(shù)器)和相關(guān)寄存器、堆棧、錯誤號 (errno)、信號掩碼和優(yōu)先級、執(zhí)行狀態(tài)和屬性

線程標識：

主線程的 TID 和 PID 是相同的，每個子線程有自己獨立的 TID，但它們都共享相同的 PID

線程函數(shù)接口

創(chuàng)建線程（pthread_create）

頭文件
#include <pthread.h>
int pthread_create(pthread_t  *thread, const pthread_attr_t *attr,void *(*start_routine) (void *), void *arg);
功能：創(chuàng)建一個線程
參數(shù)：1.pthread_t *thread：線程標識，成功創(chuàng)建線程后，pthread_create 會將新線程的 ID 寫入 thread 指向的內(nèi)存位置。2.const pthread_attr_t *attr：線程屬性， NULL：代表設(shè)置默認屬性3. void *(*start_routine)：函數(shù)名，代表線程函數(shù)，指向一個函數(shù)的指針，這個函數(shù)就是線程的執(zhí)行體（也就是線程的入口函數(shù)）。該函數(shù)必須符合 void *(*start_routine)(void *) 的原型，即接受一個 void * 類型的參數(shù)，并返回一個 void * 類型的值。  函數(shù)指針一般都是作為函數(shù)的參數(shù)使用：意思是在一個函數(shù)中回調(diào)另一方功能函數(shù)4.void *arg：傳遞給 start_routine 的參數(shù)。arg 是一個通用的指針，可以傳遞任何類型的數(shù)據(jù)（通常是一個結(jié)構(gòu)體的指針，以便傳遞多個參數(shù)）。如果不需要傳遞參數(shù)，可以傳遞 NULL。
返回值：成功返回0
        失敗返回錯誤碼

示例代碼

退出線程

void pthread_exit(void *retval);功能：用于執(zhí)行退出線程
參數(shù)：任意類型的數(shù)據(jù)，一般寫NULL
返回值：無
用法:
pthread_exit(NULL);