实验十七 Linux下进程线程的创建.ppt

单击鼠标编辑标题文的格式,单击鼠标编辑大纲正文格式,第二个大纲级,第三个大纲级,第四个大纲级,第五个大纲级,第六个大纲级,第七个大纲级,*,单击鼠标编辑标题文的格式,单击鼠标编辑大纲正文格式,第二个大纲级,第三个大纲级,第四个大纲级,第五个大纲级,第六个大纲级,第七个大纲级,*,Linux,下进程和线程的创建,吴国伟,学习,Linux,中,创建进程,的方法,学习系统调用,Fork,的使用方法,学习系统调用,Exec,族,的使用方法,学习,Linux,中,创建线程,的方法,学习,pthread_create,使用方法,7/7/2026,PID,：,进程号。,PPID,：,父进程号。,UID,：,其创建者的用户标识号，父子进程有相同的,UID,值。,Linux,进程创建,Linux,进程的族亲关系,Linux,进程之间不是孤立存在的，它们之间有一定的族亲关系。,一个进程的子进程可以多于一个。,一个进程只会有一个父进程。,进程,1,进程,2,父进程,子进程,产 生,Linux,进程创建,系统加电启动后，系统中只有一个进程,初始化进程,，又称,init,进程,，是所有进程的祖先进程，它的进程,pid=1,在,linux,中除了,init,进程是由系统启动时创建的外，其他所有进程都是由当前进程使用系统调用,fork(),创建的。,进程创建后父子进程在系统中,并发执行,。,进程结构,同时运行,grep,程序，在不同文件中查找不同的字符串,PID 101,代码,数据,s=“one”,函数库,文件,Trek.txt,PID 102,代码,数据,s=“two”,函数库,文件,Next.txt,grep,程序代码,C,语言函数库,Fork,(),系统调用,此时一个进程“分裂”成两个进程：父进程和子进程。,区别：进程,ID,。利用,getpid,（）来得到进程号。,通过,fork,创建一个新进程，系统复制当前进程，在进程表中创建一个新的表项,新进程几乎与原进程相同，执行代码也相同,但有自己的数据空间，环境，文件描述符等,#include,pid_t fork();,Fork,(),系统调用,fork,调用的一个奇妙之处就是它仅仅被,调用一次,，却能够,返回两次,，它可能有三种不同的返回值：,父进程,:,返回,子进程的,PID,；,子进程,:,返回,0,；,出现,错误,:,返回,-1,；,最初的进程,fork(),原进程继续,执行,新进程,返回一个新的,pid,返回,0,7/7/2026,#include,#include,#include,int main(),int pid=fork();,if(pid=-1),printf(error!n);,else if(pid=0),printf(This is the child process!nchild process id=%dn,getpid();,else,printf(This is the parent process!nparent process id=%dn,getpid();,return 0;,7/7/2026,运行结果：,This is the child process!,child process id=4800,This is the parent process!,parent process id=4799,Fork,(),系统调用,等待一个进程结束,#include,#include,pid_t wait(int*stat_loc),父进程调用,1.wait,系统调用将暂停父进程直到它的子进程结束为止,2.,返回子进程的,PID,3.,状态信息允许父进程了解子进程的退出状态，即子进程,main,函数返回值或子进程中,exit,函数的退出码,4.,若,stat_loc,不为空指针，状态信息被写入他指定的为止,7/7/2026,父进程创建子进程后,子进程一般要执行不同的程序,.,为了调用系统程序,我们可以使用系统调用,exec,族调用。,Exec,函数可以把当前进程替换为一个新进程,exec,函数包含以下五个函数：,#include,int execl(constchar*path,const char*arg,);,int execlp(constchar*file,const char*arg,);,int execle(constchar*path,const char*arg,char*const envp);,int execv(constchar*path,char*const argv);,int execvp(constchar*file,char*const argv);,7/7/2026,其中只有,execve,是真正意义上的系统调用，其它都是在此基础上经过包装的库函数。,#include,intexecve(constchar*path,char*const argv,char*const envp);,path,：可执行文件路径。,argv要执行的文件名或命令名。,envp,：环境变量，可省略,Linux,创建线程,线程：一个进程内部的一个控制序列,每个进程都至少有一个执行线程,创建线程与,fork,区别,fork:,当前进程的拷贝，有自己的变量和,PID,，时间调度独立，执行几乎完全独立于父进程,新线程：,有自己独立栈（有局部变量）,但与创建者共享全局变量，文件描述，信号句柄和当前状态等,线程优缺点,优点：,一般而言，线程创建以及线程之间的切换需要操作系统做的工作比进程少得多。,例子：编辑文档过程的多线程，一个线程负责用户输入和编辑，一个线程负责字数统计,缺点：,多线程程序因变量共享可能引发潜在错误，调试困难,pthread_creat,int pthread_create(,pthread_t*thread,pthread_attr_t*attr,void*(*start_routine)(void*),void*arg),参数,1.,该指针指向的变量中将被写入一个标识符，用该 标识符来引用新线程,2.,设置线程属性，一般不用设为,null,3.,表示线程将要启动执行的函数,4.,该函数需要的参数,调用成功返回值为,0,，否则返回错误代码,void pthread_exit(void*retval),调用上面函数终止线程,返回一个指向某个对象的指针,注意：不能用它来返回一个指向局部变量的指针，因为线程调用该函数后，这个局部变量就不存在了,pthread_join,int pthread_join(,pthread_t th,void*thread_return),等待线程结束，收集线程信息,参数,1.,指定了将要等待结束的线程,参数,2.,是一个指针，指向了一个指针，后者指向线程的返回值,例子,#include,#include,#include,#include,void*thread_function(void*arg);,char message=Hello world;,int main(),int res;,pthread_t a_thread;,void*thread_result;,res=pthread_create(,if(res!=0)perror(Thread creation failed);,exit(EXIT_FAILURE);,printf(Waiting for thread to finish.n);,res=pthread_join(a_thread,if(res!=0)perror(Thread join failed);,exit(EXIT_FAILURE);,printf(Thread joined,it returned%sn,(char*)thread_result);,printf(Message is now%sn,message);,exit(EXIT_SUCCESS);,void*thread_function(void*arg),printf(thread_function is running.Argument was%s n,(char*)arg);,sleep(3);,strcpy(message,Bye!);,pthread_exit(Thank you for the CPU time);,运行结果,Waiting for thread to finish.,thread_function is running.Argument was Hello world,Thread joined,it returned Thank you for the CPU time,Message is now Bye!,编译须知：,gcc-lpthread-o file file.c,随堂作业,3.4 3.6,4.7 4.11,3.6,Fibonacci,序列是一组：,0,1,1,2,3,5,8,fib,0,=0;,fib,1,=1;,fib,n,=fib,n-1,+fib,n-2,;,使用系统调用,fork(),编写一个,C,程序，它在其子程序中生成,Fibonacci,序列，序列号码将会在命令行中提供。例如，如果提供的是,5,，,Fibonacci,序列中的前,5,个数将由子进程输出。由于父进程和子进程都有他们自己的数据副本，对子进程而言，输出序列式必要的。退出程序前，父进程调用,wait(),调用来等待子进程结束。执行必要的错误检查以保证不会接受命令行传递来的负数号码。,4.11,Fibonacci,序列是一组：,0,1,1,2,3,5,8,fib,0,=0;,fib,1,=1;,fib,n,=fib,n-1,+fib,n-2,;,使用,phtread,多线程编程程序来生成,Fibonacci,序列。程序应该这样工作：用户运行程序时，在命令行输入要产生,Fibonaci,序列数，然后程序创建一个新的线程来产生,Fibonacci,数，把这个序列放到线程共享的数据中（数组可能是一种最方便的数据结构）。当线程执行完成后，父线程将输出子线程产生的序列。由于在子线程结束前，父线程不能开始输出,Fibonacci,序列，因此，父线程需要等子线程结束,