Linux进程与线程

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 1、进程与线程的概念：略

 

2、Linux进程结构

  Linux使用一个称为进程控制块的数据结构task_struct来代表一个进程（注：task_struct在include\Linux\sched.h文件中定义），主要成员包括：

 1.进程状态(volatile long state):进程有可运行状态(0),不可运行状态(-1),暂停状态(>0)

 2.运行标志(unsigned long flags):描述进程管理信息或过度状态，可取值：a.#define PF_STARTING 0x00000002 /*进程被创建*/  b.#define PF_EXITING 0x00000004 /*进程开始关闭*/ c.PF_FORKNOEXEC:刚创建还没开始运行 d.PF_SUPERPRIV：超级用户特权 e.PF_DUMPCORE:标志进程是否清空core文件 f.PF_SIGNALED:进程被信号终止 g.PF_MEMALLOC:进程正在分配主寸 h.PF_VFORK:用vfork()创建，退出前在唤醒父进程 i.PF_USEDFPU:该进程使用FPU，此标志只在SMP时使用

 3.跟踪标志(unsigned long ptrace):包括以下几个状态：a.PF_PTRACED:进程跟踪标志; b.PF_TRACESYS:正在跟踪函数; c.PF_DTRACE:进程延期跟踪标志

 4.进程优先级(int prio,static_prio,normal_prio/*动态，静态和正常优先级*/;unsigned long rt_priority:实时进程优先级)

 5.进程进入就绪态原因

 6.运行时间片剩余大小

总结:写了这么多，只是想告诉你，进程的实现是十分复杂的！！！

 

3、进程标识符信息： #include<sys/types.h>

  #include<unistd.h>

  uid_t getpid()   /* 获取进程id */

  uid_t getppid()  /* 获取父进程id */

  pid_t getpgrp()  /* 获取进程组id */

  pid_t getpgid(pid_t pid)   /* 获得指定pid进程所属组的id */

  uid_t getuid()   /* 获得进程所有者id */

  uid_t geteuid()   /* 获得进程有效所有者id */

  git_t getegid()   /* 获取进程的有效组id */

  代码getpidtest.c显示获取进程id方法

 

4、Linux进程状态

  task_struct中的state成员表示，linux定义了7种进程状态：TASK_RUNNING（0，正在运行的进程或者等待被调度的进程）、TASK_INTERRUPTIBLE（1）、TASK_UNINTERRUPTIBLE(2)、TASK_STOPPED(4)、TASK_TRACED(8)、TASK_ZOMBIE(16)、TASK_DEAD(32)

  关于这些进程状态的不同以及如何转化，由于比较复杂，就不码了。

 

5、进程控制

 5.1创建进程

  Linux进程都用函数fork（），vfork(),clone()创建新进程：pid_t fork(), pid_t vfork(), int clone(int (*fn)(void* arg), void* stack, int flag, void* args),三个进程都调用统一个内核函数：do_fork(unsigned long clone_flag, unsigned long usp, state pt_regs),其中clone_flag包括CLONE_VM（进程空间）、CLONE_FS（文件系统信息）、CLONE_FILES（打开文件）、CLONE_SIGHAND（信号处理函数）、CLONE_PID（进程标识符）、CLONE_VFORK（父进程在子进程释放空间时被唤醒）等标志，其中任意一位置一，则表明创建的子进程和父进程共享该位对应资源。

  do_fork()的执行过程大致为：1、调用alloc_pidmap()为子进程分配pid；2、调用copy_process()它将完成创建的大部分工作。。。

  vfork()函数创建的子进程与父进程共享地址空间，即子进程完全运行在父进程的地址空间上，用vfork()创建子进程后，父进程会被阻塞，直至子进程调用exec()或exit()。

  int clone(int (*fn)(void* arg), void* stack, int flag, void* args）是创建Linux线程的函数，fn是线程执行的函数，stack是线程使用的内核栈，flags由用户指定，可以是CLONE_VM、CLONE_FS、CLONE_FILES等的组合

 

 5.2运行新进程：通过exec()类函数实现。

 

 5.3进程等待

  与vfork()不同，fork()创建的子进程与父进程的执行顺序无法控制，如果项控制，必须由父进程使用函数wait()或waitpid()。

  #include<sys/types.h>

  #include<sys/wait.h>

  pid_t wait(int* status)

  pid_t waitpid(pid_t pid, int *status, int options)

 

 5.4进程终止：使进程自动退出系统的函数是exit()或者_exit()

 

6、多线程编程

6.1 线程的创建：

  #include<pthread.h>

  int clone(int (*fn)(void* arg), void *stack, int flags, void* arg)

  int pthread_create(pthread_t *tidp, const pthread_attr_t* attr, void* (*start_rnt6)(void), void *arg);(好复杂的原型)

6.2 线程等待

 父进程可以使用pthread_join()等候子进程终止，其函数原型如下：

 #include<pthread.h>   int pthread_join(pthread_t thread, void** status);

6.3 线程同步的函数：线程信号量同步原语：sem_init()、sem_wait()、sem_post()、sem_destroy()   线程互斥量同步原语：pthread_mutex_init，pthread_mutex_lock,pthread_mutex_unlock,pthread_mutex_destroy

6.4 线程终止：void pthread_exit()

6.5 线程标识：可通过pthread_self()获取，其函数原型为：pthread_t pthread_self()