国产探花免费观看_亚洲丰满少妇自慰呻吟_97日韩有码在线_资源在线日韩欧美_一区二区精品毛片,辰东完美世界有声小说,欢乐颂第一季,yy玄幻小说排行榜完本

首頁 > 學院 > 開發(fā)設(shè)計 > 正文

Linux 下的多進程編程

2019-11-17 05:39:47
字體：大 中 小
供稿：網(wǎng)友

　?。ㄒ唬?理解linux下進程的結(jié)構(gòu)
　　 Linux下一個進程在內(nèi)存里有三部份的數(shù)據(jù)，就是“數(shù)據(jù)段”，“堆棧段”和“代碼段”，其實學過匯編語言的人一定知道，一般的CPU象I386，都有上述三種段寄存器，以方便操作系統(tǒng)的運行?！按a段”，顧名思義，就是存放了程序代碼的數(shù)據(jù)，假如機器中有數(shù)個進程運行相同的一個程序，那么它們就可以使用同一個代碼段。
　　 堆棧段存放的就是子程序的返回地址、子程序的參數(shù)以及程序的局部變量。而數(shù)據(jù)段則存放程序的全局變量，常數(shù)以及動態(tài)數(shù)據(jù)分配的數(shù)據(jù)空間（比如用malloc之類的函數(shù)取得的空間）。這其中有許多細節(jié)問題，這里限于篇幅就不多介紹了。系統(tǒng)假如同時運行數(shù)個相同的程序，它們之間就不能使用同一個堆棧段和數(shù)據(jù)段。

（二） 如何使用fork
　　 在Linux下產(chǎn)生新的進程的系統(tǒng)調(diào)用就是fork函數(shù)，這個函數(shù)名是英文中“分叉”的意思。為什么取這個名字呢？因為一個進程在運行中，假如使用了fork，就產(chǎn)生了另一個進程，于是進程就“分叉”了，所以這個名字取得很形象。下面就看看如何具體使用fork，這段程序演示了使用fork的基本框架：

void main(){
int i;
if ( fork() == 0 ) {
/* 子進程程序 */
for ( i = 1; i <1000; i ++ )
}
else {
/* 父進程程序*/
for ( i = 1; i <1000; i ++ )
printf("This is process process/n");
}
}

　　 程序運行后，你就能看到屏幕上交替出現(xiàn)子進程與父進程各打印出的一千條信息了。假如程序還在運行中，你用ps命令就能看到系統(tǒng)中有兩個它在運行了。
　　 那么調(diào)用這個fork函數(shù)時發(fā)生了什么呢？一個程序一調(diào)用fork函數(shù)，系統(tǒng)就為一個新的進程預(yù)備了前述三個段，首先，系統(tǒng)讓新的進程與舊的進程使用同一個代碼段，因為它們的程序還是相同的，對于數(shù)據(jù)段和堆棧段，系統(tǒng)則復(fù)制一份給新的進程，這樣，父進程的所有數(shù)據(jù)都可以留給子進程，但是，子進程一旦開始運行，雖然它繼續(xù)了父進程的一切數(shù)據(jù)，但實際上數(shù)據(jù)卻已經(jīng)分開，相互之間不再有影響了，也就是說，它們之間不再共享任何數(shù)據(jù)了。而假如兩個進程要共享什么數(shù)據(jù)的話，就要使用另一套函數(shù)（shmget，shmat，shmdt等）來操作。現(xiàn)在，已經(jīng)是兩個進程了，對于父進程，fork函數(shù)返回了子程序的進程號，而對于子程序，fork函數(shù)則返回零，這樣，對于程序，只要判定fork函數(shù)的返回值，就知道自己是處于父進程還是子進程中。
　　 讀者也許會問，假如一個大程序在運行中，它的數(shù)據(jù)段和堆棧都很大，一次fork就要復(fù)制一次，那么fork的系統(tǒng)開銷不是很大嗎？其實UNIX自有其解決的辦法，大家知道，一般CPU都是以“頁”為單位分配空間的，象INTEL的CPU，其一頁在通常情況下是4K字節(jié)大小，而無論是數(shù)據(jù)段還是堆棧段都是由許多“頁”構(gòu)成的，fork函數(shù)復(fù)制這兩個段，只是“邏輯”上的，并非“物理”上的，也就是說，實際執(zhí)行fork時，物理空間上兩個進程的數(shù)據(jù)段和堆棧段都還是共享著的，當有一個進程寫了某個數(shù)據(jù)時，這時兩個進程之間的數(shù)據(jù)才有了區(qū)別，系統(tǒng)就將有區(qū)別的“頁”從物理上也分開。系統(tǒng)在空間上的開銷就可以達到最小。
　　 一個小幽默：下面演示一個足以"搞死"Linux的小程序，其源代碼非常簡單：

void main()
{
for(;;) fork();
}

　　 這個程序什么也不做，就是死循環(huán)地fork，其結(jié)果是程序不斷產(chǎn)生進程，而這些進程又不斷產(chǎn)生新的進程，很快，系統(tǒng)的進程就滿了，系統(tǒng)就被這么多不斷產(chǎn)生的進程"撐死了"。用不著是root，任何人運行上述程序都足以讓系統(tǒng)死掉。哈哈，但這不是Linux不安全的理由，因為只要系統(tǒng)治理員足夠聰明，他（或她）就可以預(yù)先給每個用戶設(shè)置可運行的最大進程數(shù)，這樣，只要不是root，任何能運行的進程數(shù)也許不足系統(tǒng)總的能運行和進程數(shù)的十分之一，這樣，系統(tǒng)治理員就能對付上述惡意的程序了。

（三） 如何啟動另一程序的執(zhí)行
　　 下面我們來看看一個進程如何來啟動另一個程序的執(zhí)行。在Linux中要使用exec類的函數(shù)，exec類的函數(shù)不止一個，但大致相同，在Linux中，它們分別是：execl，execlp，execle，execv，execve和execvp，下面我只以execlp為例，其它函數(shù)究竟與execlp有何區(qū)別，請通過manexec命令來了解它們的具體情況。
　　 一個進程一旦調(diào)用exec類函數(shù)，它本身就“死亡”了，系統(tǒng)把代碼段替換成新的程序的代碼，廢棄原有的數(shù)據(jù)段和堆棧段，并為新程序分配新的數(shù)據(jù)段與堆棧段，唯一留下的，就是進程號，也就是說，對系統(tǒng)而言，還是同一個進程，不過已經(jīng)是另一個程序了。（不過exec類函數(shù)中有的還答應(yīng)繼續(xù)環(huán)境變量之類的信息。）

　　 那么假如我的程序想啟動另一程序的執(zhí)行但自己仍想繼續(xù)運行的話，怎么辦呢？那就是結(jié)合fork與exec的使用。下面一段代碼顯示如何啟動運行其它程序：

char command[256];
void main()
{
int rtn; /*子進程的返回數(shù)值*/
while(1) {
/* 從終端讀取要執(zhí)行的命令 */
printf( ">" );
fgets( command, 256, stdin );
command[strlen(command)-1] = 0;
if ( fork() == 0 ) {
/* 子進程執(zhí)行此命令 */
execlp( command, command );
/* 假如exec函數(shù)返回，表明沒有正常執(zhí)行命令，打印錯誤信息*/
perror( command );
exit( errorno );
}
else {
/* 父進程， 等待子進程結(jié)束，并打印子進程的返回值 */
wait ( &rtn );
printf( " child process return %d/n",. rtn );
}
}
}

　　 此程序從終端讀入命令并執(zhí)行之，執(zhí)行完成后，父進程繼續(xù)等待從終端讀入命令。熟悉DOS和WINDOWS系統(tǒng)調(diào)用的朋友一定知道DOS/WINDOWS也有exec類函數(shù)，其使用方法是類似的，但DOS/WINDOWS還有spawn類函數(shù)，因為DOS是單任務(wù)的系統(tǒng)，它只能將“父進程”駐留在機器內(nèi)再執(zhí)行“子進程”，這就是spawn類的函數(shù)。WIN32已經(jīng)是多任務(wù)的系統(tǒng)了，但還保留了spawn類函數(shù)，WIN32中實現(xiàn)spawn函數(shù)的方法同前述UNIX中的方法差不多，開設(shè)子進程后父進程等待子進程結(jié)束后才繼續(xù)運行。UNIX在其一開始就是多任務(wù)的系統(tǒng)，所以從核心角度上講不需要spawn類函數(shù)。
　　 另外，有一個更簡單的執(zhí)行其它程序的函數(shù)system，它是一個較高層的函數(shù)，實際上相當于在SHELL環(huán)境下執(zhí)行一條命令，而exec類函數(shù)則是低層的系統(tǒng)調(diào)用。

（四） Linux的進程與Win32的進程/線程有何區(qū)別
　　 熟悉WIN32編程的人一定知道，WIN32的進程治理方式與UNIX上有著很大區(qū)別，在UNIX里，只有進程的概念，但在WIN32里卻還有一個“線程”的概念，那么UNIX和WIN32在這里究竟有著什么區(qū)別呢？
　　 UNIX里的fork是七十年代UNIX早期的開發(fā)者經(jīng)過長期在理論和實踐上的艱苦探索后取得的成果，一方面，它使操作系統(tǒng)在進程治理上付出了最小的代價，另一方面，又為程序員提供了一個簡潔明了的多進程方法。
　　 WIN32里的進程/線程是繼續(xù)自O(shè)S/2的。在WIN32里，“進程”是指一個程序，而“線程”是一個“進程”里的一個執(zhí)行“線索”。從核心上講，WIN32的多進程與UNIX并無多大的區(qū)別，在WIN32里的線程才相當于UNIX的進程，是一個實際正在執(zhí)行的代碼。但是，WIN32里同一個進程里各個線程之間是共享數(shù)據(jù)段的。這才是與UNIX的進程最大的不同。
　　 下面這段程序顯示了WIN32下一個進程如何啟動一個線程：（請注重，這是個終端方式程序，沒有圖形界面）

int g;
DWord WINAPI ChildProcess( LPVOID lpParameter ){
int i;
for ( i = 1; i <1000; i ++) {
g ++;
printf( "This is Child Thread: %d/n", g );
}
ExitThread( 0 );
};

void main()
{
int threadID;
int i;
g = 0;
CreateThread( NULL, 0, ChildProcess, NULL, 0, &threadID );
for ( i = 1; i <1000; i ++) {
g ++;
printf( "This is Parent Thread: %d/n", g );
}
}

　　 在WIN32下，使用CreateThread函數(shù)創(chuàng)建線程，與UNIX不同，線程不是從創(chuàng)建處開始運行的，而是由CreateThread指定一個函數(shù)，線程就從那個函數(shù)處開始運行。此程序同前面的UNIX程序一樣，由兩個線程各打印1000條信息。threadID是子線程的線程號，另外，全局變量g是子線程與父線程共享的，這就是與UNIX最大的不同之處。大家可以看出，WIN32的進程/線程要比UNIX復(fù)雜，在UNIX里要實現(xiàn)類似WIN32的線程并不難，只要fork以后，讓子進程調(diào)用ThreadProc函數(shù)，并且為全局變量開設(shè)共享數(shù)據(jù)區(qū)就行了，但在WIN32下就無法實現(xiàn)類似fork的功能了。所以現(xiàn)在WIN32下的C語言編譯器所提供的庫函數(shù)雖然已經(jīng)能兼容大多數(shù)UNIX的庫函數(shù)，但卻仍無法實現(xiàn)fork。
　　 對于多任務(wù)系統(tǒng)，共享數(shù)據(jù)區(qū)是必要的，但也是一個輕易引起混亂的問題，在WIN32下，一個程序員很輕易忘記線程之間的數(shù)據(jù)是共享的這一情況，一個線程修改過一個變量后，另一個線程卻又修改了它

發(fā)表評論 共有條評論
用戶名: 密碼:
驗證碼: 匿名發(fā)表
主站蜘蛛池模板： 龙州县| 星子县| 通辽市| 顺义区| 山东| 饶河县| 陵川县| 克拉玛依市| 视频| 伊春市| 博白县| 天气| 噶尔县| 特克斯县| 宜兰市| 兴海县| 嘉峪关市| 鲁甸县| 祁门县| 邮箱| 沐川县| 乌拉特后旗| 军事| 宜昌市| 钟山县| 西峡县| 商南县| 广宗县| 射阳县| 驻马店市| 康保县| 昭苏县| 呼图壁县| 自贡市| 吉首市| 曲麻莱县| 河北省| 怀远县| 盐边县| 会同县| 高雄市|