Linux上的多进程编程

• 第七章、Linux上的多进程编程
• 1.输出缓冲区和主函数参数
• 2.操作文件的系统调用：系统调用和库函数的区别
• 4.进程创建-fork方法
• • 1.fork方法的使用与特点
  • 2.父子进程空间是否共享？
  • 3.写时拷贝技术
  • 4.父子进程对文件描述符的共享
  • • 4.1文件操作举例代码
    • 4.2父子进程对于fork之前打开的文件描述符是否共享？
  • 5.系统调用和库函数的区别
• 5.僵死进程及处理方法
• • 1.如何处理僵死进程（wait方法有缺陷）
  • 2.进程替换
• 6.Linux信号的使用
• • 1.信号的概念
  • 2.修改信号的响应方式
  • 3.发送信号
• 7.进程间通信
• • 1.管道
  • • 1.有名管道：半双工通讯（在使用时，数据的流向是单向的）
    • • 1.例子
      • 2.练习
    • 2.无名管道：半双工
  • 2.信号量
  • • 1.概念
    • 2.信号量的使用
    • • 1.封装
      • 2.利用信号量来完成两个进程之间的同步执行控制
      • • 2.1例题1 aabb/aaaabbbb(间接制约关系)
        • 2.2例题2：输出为abc(直接制约关系)
        • 2.3.附
  • 3.共享内存
  • • 1.特点：是最快的IPC
    • 2.使用过程
  • 4.消息队列
  • • 1.概念
    • 2.常用方法
    • 3.使用举例
    • 4.总结
• 8.仿写bash以及命令
• • • 1.
    • 2.
    • 3.
    • 4.

第七章、Linux上的多进程编程

1.输出缓冲区和主函数参数

1. 主函数的参数
argc的参数个数就是argv（字符指针数组）的数组长度

只要用户执行程序，main方法默认至少接受一个参数，此参数就是执行程序的命令。



envp 就是一些环境变量的显示

2.输出缓冲区

用_exit（0）；的时候，不会打印内容出来（啥都不打印），exit是正常打印（先5秒然后 helloworld）
_exit（0）不会刷新缓冲区中的内容，直接结束。

• 缓冲区存在的意义是什么？
  为了提升程序执行的效率，写一次，刷新一次，输出一次，就是进行了从用户态到内核态的切换，而有了缓冲区后，就不用频繁的切换，减少了开销。

2.操作文件的系统调用：系统调用和库函数的区别

见4.5

4.进程创建-fork方法

1.fork方法的使用与特点

3. 进程创建–fork（）方法



fork之后，父子进程是并发执行的。




取掉/n---->放入缓冲区：(缓冲区会复制，4a4b）

3个A
先是调用一次，产生一个fork，fork调用成功返回0，产生的这个fork还会往后走，调用第二个fork，一共会有三个进程，所以3个A


pid_t fork(void);方法，在#include<unistd.h>头文件中

2.父子进程空间是否共享？

父子进程用的不是同一块空间
父进程、子进程的数据（全局，局部，堆区）

3.写时拷贝技术

子进程完了之后释放一部分，父进程完了再释放一部分

• 在Linux系统上malloc最多能申请多少空间？
• 有swap和没有swap一样吗？
  

4.父子进程对文件描述符的共享

4.1文件操作举例代码

4.2父子进程对于fork之前打开的文件描述符是否共享？

并发进行
fork之后，父子进程都会读取文件中的内容，进行打印，父子进程是相互影响的。
原因：子进程的PCB是复制父进程的（浅拷贝）

5.系统调用和库函数的区别

单次调用而言，系统调用的效率高（因为如果需要读入10个字节，系统调用只读10个，而库函数调用一次会调用很多）
整体而言，库函数的效率比系统调用效率高（系统调用库函数每次调用特定的数目，库函数会多调用，因此整体而言，减少了访问内核的次数）

系统调用的执行过程：
1.每一个系统调用都有唯一的一个与其对应的系统调用号
2.产生0x80中断：调用其对应的中断处理函数
3.通过eax寄存器的值，在内核的系统调用表中查找对应内核方法去调用

0x80是系统调用号，eax中保存系统调用号，然后通过eax中保存的系统调用号，去内核中在系统调用表中找到方法 ，然后实现方法，将返回值存在eax中，eax通过move指令，将eax中的值移动到fd上。

• 利用文件操作的系统调用实现普通文件的cp命令
  cp -r 源文件 目的路径
  
  
  
  
  
  
  
  
  附录附录：

5.僵死进程及处理方法

1.如何处理僵死进程（wait方法有缺陷）

waitpid 可以指定需要的pid

2.进程替换

main.c


test.c

运行结果

结论

• fork之前打开的文件，在子进程执行了exec之后还能不能通过文件描述符访问该文件？

进程替换的方式
库函数

系统调用

6.Linux信号的使用

1.信号的概念

2.修改信号的响应方式


3.发送信号

7.进程间通信


1.管道

1.有名管道：半双工通讯（在使用时，数据的流向是单向的）

1.例子

maina.c

mainb.c

运行

2.练习

a.c


b.c






总结

2.无名管道：半双工

举例

2.信号量

1.概念

一个信号量有两个标识：
用户标识：键值-key值-》整型数字（ 由用户指定，用户只需要保证需要同步的进程给相同的key值）
内核标识：类似于ID值-》整型数字

2.信号量的使用

1.封装

sem.h

sem.c







删除的是整个信号量集

2.利用信号量来完成两个进程之间的同步执行控制

2.1例题1 aabb/aaaabbbb(间接制约关系)

结果出错：

查找错误：这样可以查找已有的信号量集

错误来源：
1.要把已有的信号量删除
2.printf要在v操作之前，不然已经释放了，还没打印时候b进程使用，可能会先打印b，两个文件都要改哦

2.2例题2：输出为abc(直接制约关系)

思路：


修改代码



删除不需要改：删除的是信号量集
代码如下：

需要三个信号量如下：




B


C

编译

2.3.附

3.共享内存

1.特点：是最快的IPC

原理：

2.使用过程

用信号量做同步控制


先写出共享内存的代码





shmdt不是删除，只是断开连接


B



A和B的对比

4.消息队列

1.概念

利用消息队列的 内核对象的机制，使得几个进程来访问同一个消息队列

2.常用方法

3.使用举例

A


B



插播：查看队列的方式


删除消息队列的方式

4.总结

-s信号量 -q消息队列 -m共享内存

8.仿写bash以及命令

1.

2.

3.

4.