linux~~监控子进程&创建新的线程

wait函数介绍

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wait函数用于等待任意一个子进程终止并返回其状态信息。wstatus参数是一个输出类型的参数,用于获取子进程状态改变的原因。如果我们不关心子进程状态改变的原因,可以将wstatus设置为nullptr。wait函数的返回值是终止的子进程的PID。如果没有子进程终止,wait函数会一直阻塞,直到有一个子进程终止。如果所有子进程都已终止,wait函数的返回值为-1。

wait函数演示

我们将通过代码展示如何创建三个子进程,分别在5秒、10秒和15秒后结束,并观察父进程等待的情况以及wait函数的返回值。

在main函数中,我们设置了argc和argv参数,其中argc表示main函数的参数个数,argv是参数序列或指针。

通过for循环,我们创建子进程(使用fork函数),打印子进程的ID(使用getpid函数)和休眠时间。由于终端输出的是字符10、5、15,我们需要使用atoi函数将这些字符转换为int类型的数据。

因为有三个子进程,但下标是从0到3,其中0表示父进程,1、2、3分别表示三个子进程,因此我们的for循环从1开始。当wait函数的返回值为-1时,表示所有子进程都已结束。

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while循环会一直执行,直到wait函数返回-1,表示所有子进程都已结束。我们会打印一句话说明,并记录子进程结束的个数。当返回值为-1时,while循环执行exit函数进行异常退出。

运行输出结果显示了子进程运行的时间。我们需要输入子进程的休眠时间,例如./a.out 10 5 15,这些是main函数的参数。

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pthread_create函数介绍

3.1 总体介绍

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pthread_create函数用于创建线程,线程是由进程创建的,线程的资源来自于创建它的进程。

在使用gcc进行编译和连接时,需要使用-pthread选项,告知编译器pthread_create函数的位置。compile和link分别表示编译和连接。

3.2 参数介绍

第三个参数是一个函数指针,指向线程要执行的函数。该函数指针的返回值和参数类型都是void*。

第四个参数是传递给线程的参数,如果没有参数,可以将其设置为nullptr。

第一个参数是一个输出类型的参数,用于存储新创建线程的ID,不需要手动设置。

第二个参数attr是一个结构体指针,用于设置新线程的属性。如果使用默认属性,可以将其设置为nullptr。

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3.3 返回值说明

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pthread_create函数的正常返回值为0。如果返回非0值,表示函数执行过程中出现了错误。

3.4 进程线程关系演示

当进程结束时,操作系统会回收所有资源和空间,依赖于进程的线程将无法继续运行。

下面的代码展示了pthread_create函数的使用。我们创建一个新线程,并传递必要的参数。第三个参数是函数指针,第二个参数是线程属性(如果不需要则设置为nullptr),第四个参数是传递给线程的参数(将在第五部分使用)。如果返回值为0,表示正常执行,否则使用perror函数打印错误原因。

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打印结果应为10次的”hello world”。由于进程创建的线程,进程中的while循环会让线程持续打印。打印10次后,线程会退出,但进程不会退出,因此进程无法得知线程何时结束。

如果不使用while(1),进程会直接返回0,导致进程资源被回收,线程也将无法输出结果。

接下来,我们将介绍pthread_join函数来解决这个问题。

pthread_join函数

pthread_join函数用于等待指定线程结束。第一个参数是线程ID,第二个参数是一个指针变量,用于保存线程的退出状态。如果线程结束,pthread_join函数返回0,表示线程已结束。

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第一个参数指定等待哪个线程结束,第二个参数保存线程的退出状态,如果不需要等待,可以设置为nullptr。下面的代码解决了之前while(1)的问题。

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pthread_create函数第四个参数

第四个参数是进程传递给线程的参数。例如,在循环打印10次”hello world”的语句中,我们可以将第四个参数设置为ret=10的地址,这样10就可以传递给函数指针的参数,即arg参数。此时,arg参数就是10。我们可以通过解引用和强制类型转换来使用arg控制循环次数。

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创建两个线程

6.1 创建方法

创建两个线程并不复杂,只需调用两次pthread_create函数,并分别为每个线程调用pthread_join函数,其他操作与之前相同。

#include #include #include #include void *thread1_function(void *arg);void *thread2_function(void *arg);int count = 0;int main(void) {    pthread_t pthread1, pthread2;    int ret;    ret = pthread_create(&pthread1, NULL, thread1_function, NULL);    if (ret != 0) {        perror("pthread_create");        exit(1);    }    ret = pthread_create(&pthread2, NULL, thread2_function, NULL);    if (ret != 0) {        perror("pthread_create");        exit(1);    }    pthread_join(pthread1, NULL);    pthread_join(pthread2, NULL);    printf("The thread is over, process is over too.n");    return 0;}void *thread1_function(void *arg) {    printf("Thread1 begins runningn");    while (1) {        printf("Thread1 count = %dn", count++);        sleep(1);    }    return NULL;}void *thread2_function(void *arg) {    printf("Thread2 begins runningn");    while (1) {        printf("Thread2 count = %dn", count++);        sleep(1);    }    return NULL;}

6.2 线程进程对比

通过上面的过程可以看出,多个线程是并发执行的,共享同一个变量,两个线程之间可以相互看到变量的变化。但对于两个进程而言,即使是同一个变量,两个进程之间是独立的,一个进程对另一个进程没有影响。而线程之间不是独立的,它们可以共享同一块内存空间,因此变量的值可以连续增加。

因此,线程之间保持通信相对简单,因为它们共享相同的内存空间。而进程之间由于独立性,要保持通信则相对复杂。

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