做网站一般做几个尺寸,如何做网站地图txt,精准营销名词解释,网站怎么做右上角消息提醒文章目录 实验内容一、进程的创建1、编辑源程序2、编辑结果3、编译和运行程序4、解释运行结果 二、进程共享1、运行2、解释运行结果 三、进程终止1、运行2、解释运行结果 四、进程同步1、运行2、解释运行结果 五、Linux中子进程映像的重新装入1、运行2、解释运行结果 六、线程1… 文章目录 实验内容一、进程的创建1、编辑源程序2、编辑结果3、编译和运行程序4、解释运行结果 二、进程共享1、运行2、解释运行结果 三、进程终止1、运行2、解释运行结果 四、进程同步1、运行2、解释运行结果 五、Linux中子进程映像的重新装入1、运行2、解释运行结果 六、线程1、运行2、解释运行结果 七、共享资源的互斥访问1、运行2、解释运行结果 实验内容
一、进程的创建
编写一段源程序使用系统调用fork()创建子进程当此程序运行时在系统中有父进程和子进程在并发执行。观察屏幕上的显示结果并分析原因源代码forkpid.c。
1、编辑源程序 2、编辑结果 3、编译和运行程序 4、解释运行结果
假设命令./forkpid创建的进程称为A则A中的fork()调用会创建一个子进程称为B。
fork()函数只在父进程A中成功被调用一次但是在A和B两个进程中都会有返回值。成功创建子进程后在父进程A中fork的返回值为创建的子进程的pid在子进程中fork的返回值为0。
因此if(p10)后面的代码块会在子进程中被执行而else后面的代码块会在父进程中被执行。由上述运行结果可知进程的创建关系如下。
pid: 389733 -- 390075(A) -- 390076(B)那么还有一个问题上述运行结果中的My parent is 1岂不是说B进程的父进程pid是1这不是矛盾了吗根据我所查阅的资料这是因为父进程A比子进程B先结束B中查找自己的父进程时父进程A已经不在了会使用pid为1的进程代替。在Linux中pid号为1的进程是所有进程的祖先进程。
参考
https://blog.csdn.net/lein_wang/article/details/81946108 - 为什么父进程id是1https://www.cnblogs.com/alantu2018/p/8526970.html - linux的 0号进程 和 1 号进程 二、进程共享
父进程创建子进程后父子进程各自分支中的程序各自私有其余部分包括创建前和分支结束后的程序段均为父子进程共享。(源代码forkshare_1.c)
1、运行 2、解释运行结果
根据运行结果我们很容易看出进程调度顺序和上一节中一样是先调度父进程再调度字进程。其中前三个字母xay是父进程的输出后面三个字母xby则是子进程的输出。
可令人困惑不解的是子进程不也应该从fork()返回的地方开始运行吗那为什么x会被输出两次我一时间有些蒙圈。
在查找资料后我尝试了另一个示例其中仅仅是将putchar(x)换成了printf(x\n)而最主要的区别就是多了一个\n。下面是代码及其运行结果。 子进程会从fork()返回的地方开始执行没有错。问题出在stdout缓冲区的机制上在输出xayxby的示例中运行putchar(x)语句并没有直接将x写到屏幕上而仅仅是将x放到了缓冲里。随后运行fork()创建子进程会将父进程的stdout缓冲区也复制一份而复制的缓冲区中就包含了刚刚放入的x。这便是两个x从何而来。
而如果打印的内容中包含了\n就会马上将内容写到屏幕上并刷新缓冲区这便是为什么第二个示例中x只有一个。
参考
https://blog.csdn.net/koches/article/details/7787468 - linux中fork–子进程是从哪里开始运行 三、进程终止
如果子进程在其分支结束处使用了进程终止exit()系统调用而终止执行则不会再执行分支结束后的程序段。(源代码forkshare_2.c)
1、运行 2、解释运行结果
子进程因为在分支中输出b后就exit()结束进程了因此子进程不会输出后面的y其它与上一节情况相同不作多解释。 四、进程同步
当父进程有许多任务要做时往往会针对每一个任务创建一个子进程去完成然后再等待每一个子进程的终止。其同步关系是父进程等待子进程 (源代码wait.c)。
实现的方法是1子进程终止时执行exit()向父进程发终止信号2父进程使用wait()等待子进程的终止。
1、运行 2、解释运行结果
前面三个程序都是父进程输出的 va在前而子进程输出的b在后这次ba换子进程的输出在前了。
父进程中掉用wait(0)函数会立即阻塞自己并等待子进程的退出。注意阻塞和空循环等待是有区别的进程阻塞自己后会交出cpu的控制权。
不过wait(0)和exit(0)中都有一个0这个0是什么意思呢其实这两个零并不是同一个东西wait的函数头原型是int wait(int *status)参数是一个int类型的指针wait(0)其实相当于wait(NULL)这个参数为NULL表示我们不关心子进程是如何退出的只要退出就行。而如果你写成wait(1)那么编译时候就会报错了因为类型不匹配。
而exit(0)的参数是退出码你完全可以使用任性地使用exit(123)退出子进程并在父进程中仍然以wait(0)接收子进程的终止信号。
参考
https://zhuanlan.zhihu.com/p/549981187 - 入门篇进程等待函数wait详解https://blog.csdn.net/qustdjx/article/details/7704323 - wait()以及wait(status)\ waitpid()https://zhuanlan.zhihu.com/p/647776823 - Linux Shell 中的各种退出码https://www.cnblogs.com/shikamaru/p/5359731.html - exit(0)、exit(1)、和return 五、Linux中子进程映像的重新装入
创建一个子进程并给它加载程序其功能是显示“I am a child”。设被加载的程序路径名为./child。分析由于子进程需要加载的程序比较简单不带参数所以可以使用execl()实现加载。
1、运行
./child_parent.c: ./child.c 2、解释运行结果
我在./child_parent.c文件的execl()语句后加了一个printf()语句这样也行能够更好地体现execl的运行机制。
上述源代码中共有两个printf语句但最终只有./child.c中的printf语句产生了输出。这是因为execl加载进程时并不会新建一个进程而是使用传入路径中的程序覆盖当前进程并从新进程的main函数开始执行。覆盖后使用fork()创建的那个程序当然也包括其中的printf(I am child A\n)已经不存在了。
使用execl子进程可以更好地干自己的活而不只是作为父进程的拷贝。
参考
https://blog.csdn.net/bao_bei/article/details/48287945 - Linux下execl函数学习_linux的execl函数 六、线程
Linux 系统下的多线程遵循 POSIX 线程接口称为 pthread。编写 Linux 下的多线程程式需要使用头文档 pthread.h连接时需要使用库 libpthread。顺便说一下Linux 下pthread 的实现是通过系统调用 clone来实现的。clone是 Linux 所特有的系统调用他的使用方式类似 fork关于 clone的周详情况有兴趣的读者能够去查看有关文档说明。下面我们展示一个最简单的多线程程序 pthread_create.c。
1、运行 2、解释运行结果
// 线程创建函数的函数头
int pthread_create(pthread_t *thread, pthread_attr_t *attr, void *(*strat_routine)(void *), void *arg)返回值(int)创建成功时返回0失败时返回错误码。
参数
thread前面先创建了空的线程标识符pthread_t id1这里传入id1告诉函数要将新建线程的标识符放到哪里。可以对比scanf(%d, x)的用法。attr线程的属性传入NULL表示默认。start_routine线程要执行的函数的指针上述示例代码中实参前的(void*)大概是强制类型转换为指针的意思。函数头中那一串void *(*strat_routine)(void *)你可能看着有点晕感觉自己的C语言功底不太够用了抱歉我也是。arg线程要执行的函数所需要的参数传入NULL意思是不需要参数。
我在main函数return前添加了一个printf语句。
pthread_join的作用是让主线程进入阻塞态等待子线程运行结束后主线程再接着运行。否则从子线程创建时开始主线程与两个子线程就开始并发执行当主线程很快运行结束并return后整个进程也会结束即子线程跟着结束都来不及在屏幕上打印信息。
可以看到输出中交替打印两个字符串各四次后最后打印出来的是This is main thread.。
参考
https://blog.csdn.net/sevens_0804/article/details/102823184 - Linux多线程操作pthread_thttps://www.jb51.net/article/176510.htm - 简单了解C语言中主线程退出对子线程的影响 七、共享资源的互斥访问
创建两个线程来实现对一个数的递加 pthread_example.c
1、运行
例程1
代码太长截图不便我直接贴文本吧。
#includepthread.h
#includestdlib.h
#includestdio.h
#includesys/time.h
#includestring.h
#includeunistd.h
#define MAX 10pthread_t thread[2];
pthread_mutex_t mut;
int number0;
int i;void thread1(){printf(thread1: Im thread 1\n);for(i0;iMAX;i){printf(thread1: number%d\n,number);pthread_mutex_lock(mut);number;pthread_mutex_unlock(mut);sleep(2);}pthread_exit(NULL);
}
void thread2(){printf(thread2: Im thread 2\n);for(i0;iMAX;i){printf(thread2: number%d\n,number);pthread_mutex_lock(mut);number;pthread_mutex_unlock(mut);sleep(3);}pthread_exit(NULL);
}
void thread_create(){int temp;memset(thread,0,sizeof(thread));if( (temppthread_create(thread[0],NULL,(void*)thread1,NULL)) ! 0){printf(create thread1 failed!\n);}else{printf(create thread1 success!\n);}if( (temppthread_create(thread[1],NULL,(void*)thread2,NULL)) ! 0){printf(create thread2 failed!\n);}else{printf(create thread2 success!\n);}
}
void thread_wait(){if(thread[0]!0){pthread_join(thread[0],NULL);printf(thread1 end!\n);}if(thread[1]!0){pthread_join(thread[1],NULL);printf(thread2 end!\n);}
}
int main(){pthread_mutex_init(mut,NULL);printf(I am main, I am creating thread!\n);thread_create();printf(I am main, I am waiting thread end!\n);thread_wait();return 0;
}2、解释运行结果
进程是资源分配的基本单位线程是调度的基本单位。上述代码中int number和int i都是被两个线程所共享的变量。利用mutex可以实现对共享资源的互斥访问这个比较容易理解但是上面的运行结果中可能有些令人疑惑的地方。 1、为什么会打印两次number0这正常吗 是正常的比如在如下图所示的执行顺序但不唯一中就会出现打印两次number0然后打印number2的情况。注意sleep()会直接让当前进程阻塞因此下图中在sleep处都是拐点。 2、为什么thread1连续输出了两个数number6和number7 对进程的同步与互斥有些模糊时容易产生这样的疑问。运行结果中大部分输出都是thread1和thread2交替的只有6和7这里是同一个线程连续输出两次以至于觉得本应该交替输出、而连续输出是异常的。
其实不是上述thread1的代码中是sleep(2)而thread2的代码中是sleep(3)。如果你将thread1中的sleep(2)修改成sleep(1)可以观察到大部分时候都是thread1在连续输出。总之代码中只是使用mutex实现了对共享资源的互斥访问而已并没有实现同步。 3、验证lock与unlock的作用。 到这里我只知道mutex可以实现对共享资源(全局变量number)的互斥访问程序也确实看起来正常运行。不过它只循环了10次呢。而且不知道你有没有发现一个问题另一个全局变量i不也同样是thread1和thread2两个线程的共享资源吗
让我们将总循环次数提到10万吧#define MAX100000同时将阻塞时间缩到sleep(0.001)让它运行得快一点。然后重新编译并运行一下我们的代码
例程2 看最后结果是number100018而并不是我们所设置的100000那么很可能就是由于对于共享变量 i 的访问发生了冲突。我将例程2运行了5次记录每次最后的number值如下
100018 100017 100011 100024 100009为了验证确实是变量 i 导致的问题而不是其它的什么原因——比如上帝在你的计算机里边掷骰子我们不妨给 i 也加上互斥。
例程3
我新增了一个新的用于互斥的变量mut_i并在两个线程函数的循环中都改用lock和unlock来保护记录循环迭代的i语句。 我同样将这个修改后的例程3运行了5次其中有四次是正确的结果number100000。可很遗憾我也不知道在第一次运行中为什么会出现连续两个number99999不过我觉得这不一定是资源互斥中所导致的问题。
总之凡有赋值的操作在多线程环境都要加锁不论是上述的number还是i。因为它们都不是原子操作从机器指令的层面来看一个高级语言中的i包含多个步骤而一条语句还没执行完可能就已经发生中断转而去执行另一个线程了。 4、在例程2和例程3的执行结果中每次最终的number值都是偏大为什么不会偏小呢 例程4
下面我解除了对于变量 number 的互斥保护而保持对 i 的互斥保护。 可以看到我连续运行五次结果中number 每次都是比10万要偏小。这个具体的细节其实回忆一下以前数据库并发控制中丢失修改导致的数据不一致问题就明白了情况如下图所示。而当 i 偏小的时候i 的递增次数就小于实际迭代次数于是导致了 number 的结果偏大。 参考
https://blog.csdn.net/JMW1407/article/details/108318960 - int i 1 是原子操作吗i是原子操作吗
