JamhusTao の Blog

建站提交历史文章，原文写作时间 2023 年 2 月前后。 回到文章目录 锁与线程同步 互斥锁 互斥锁概述 互斥锁（mutex）即任一时刻最多允许一个线程独占资源。一把互斥锁最多被一个线程持有，持有互斥锁的线程具有访问和修改资源的权限，否则线程不应继续访问和修改相应资源，阻塞等待互斥锁释放或运行其他代码。 互斥锁实际是对线程是否进入或阻塞在某段代码的控制，而此段代码所涉及的资源不是互斥锁关注的问题，是程序员应当考虑的问题。 互斥锁函数 man文档中找不到以下mutex相关函数。 pthread_mutex_init、pthread_mutex_destroy 1234567891011121314151617#include <pthread.h>// initialize a mutex// mutex:// structure of mutex// mutexattr:// NULL is enough// return value:// ...

建站提交历史文章，原文写作时间 2023 年 2 月前后。 回到文章目录 线程基本操作 编译包含线程函数的程序，需要导入动态库-l pthread。（部分版本会自动导入） 查看线程 查看进程线程 1$ ps -Lf <pid> // 查看 pid 进程线程 获取当前线程号 12345#include <pthread.h>// get the thread identifier// return value:// pthread identifier, always succeedpthread_t pthread_self(void); 比较线程号 123456789#include <pthread.h>// compare thread identifier// t1:// thread identifier 1// t2:// thread identifier 2// return ...

建站提交历史文章，原文写作时间 2023 年 2 月前后。 回到文章目录 线程概述 线程（Thread）本质上是轻量级进程（LWP，Light Weight Process），但与进程拥有不同的行为。在Linux中线程被当作进程进行处理，在原生Linux中并不支持线程。现在Linux操作系统上的线程，大多是Red Hat基于POSIX开发的NPTL（Native POSIX Tread Library）。 线程是轻量级进程。在进程创建时虽然运用写时拷贝技术大幅度减少了拷贝量，但仍然需要拷贝PCB中诸如虚拟内存映射表以及文件描述符表中的数据；线程共享PCB，这意味着线程创建时拷贝的数据量很小，创建线程的开销通常是进程创建的1/10或者更少。 线程依然具有不共享资源： 线程号与线程的实时调度策略与优先级 信号掩码 线程特有数据 errorno变量（线程操作中，errorno通过函数返回，而非设置全局变量） 栈空间与.text空间（线程运行在函数体中，因此外部无法访问函数体数据与代码） 与进程不同地，进程拥有父子关系构成的复杂进程树结构，而线程仅拥有主线程与子线程的二 ...

建站提交历史文章，原文写作时间 2023 年 2 月前后。 回到文章目录 守护进程 进程、进程组、会话 关联与权限 进程间管理模式不仅包含父子关系，还包含如进程、进程组、会话如此的组关系，会话包含进程组、进程组包含进程。 进程的组关系与父子关系间不存在依赖关系，即任何亲缘关系的进程可以存在任意的组关系。但进程的组关系在逻辑上与亲缘关系有一定的默认联系： 使用bash启动进程 pgid（进程组ID）：设置为pid sid（会话ID）：设置为bash进程的sid 使用fork创建进程： pgid：设置为父进程的pid sid：设置为父进程的sid 也就是说，bash会为启动进程创建新的进程组，fork在原进程组下创建进程。 权限：一个会话中至多有一个进程组占用控制终端（具有控制权的终端），这也是会话名称的由来；进程通常只有操作自己与子进程的pgid与sid的权限，否则抛出Operation not permitted错误。 组关系管理函数 getpgid、setpgid 123456789101112131415161718192021#include < ...

建站提交历史文章，原文写作时间 2023 年 2 月前后。 回到文章目录 进程通信 进程通信概述 进程是一个独立的资源分配单元，不同进程间的资源是分别独立的。每个进程拥有独立的内存映射表，一个进程无法直接访问另一个进程的数据。 进程通信（IPC，Inter Process Communication）用于完成进程间信息交互和状态传递，从而实现数据传输、资源共享、信号传递、调试控制等功能。 进程通信主要包括本机进程通信与远程进程通信，本章节将介绍本机进程通信，包括：匿名管道、有名管道、信号、消息队列、内存映射、共享内存、信号量。 管道（匿名管道） 管道概述与原理 管道基本结构 管道文件位于内核区，是Linux进程间通信最古老的方式之一，用于实现拥有 公共祖先 的进程间通信 。 管道（Pipe、匿名管道）是一个拥有一个读端与一个写端的队列数据结构（其底层实际为循环队列），具有先入先出的特点，管道内的数据以流的形式存在，称为管道流。管道具有内存限制，可以认为是管道通信模式的中转站与缓冲区。 管道是一个半双工的工作模式，但通常以单工模式通信。 单工：仅可用于单向数据传 ...

建站提交历史文章，原文写作时间 2023 年 2 月前后。 回到文章目录 进程基本控制 进程创建、进程查看、进程重载、进程调试、进程回收 进程状态命令 查看与设置进程资源限制 123$ ulimit -a // 查看全部进程资源限制// About more of shell command: "ulimit --help" or "help ulimit"// About more of linux api: "man 2 getrlimit" or "man 2 setrlimit" 查看进程状态快照 1$ ps aux // 或 ps ajx (默认)：显示当前终端进程及其子进程的粗略信息。 a：显示终端上的所有进程，包括其他用户进程。 x：显示无终端的所有进程，不包括其他用户进程。 u：显示进程详细信息。多为用户关注信息，如：CPU占用、内存占用、STAT状态。 j：显示进程详细信息。多为控制相关信息，如：PPID、GID、STAT状态。 STAT状态： 1 ...

建站提交历史文章，原文写作时间 2023 年 2 月前后。 回到文章目录 进程概述 程序与进程 程序：包含一系列二进制信息的文件，用于描述如何创建一个进程。程序存储于磁盘中。包含：二进制格式标识、程序入口地址、机器码指令、数据、符号表与重定位表（如调试信息）、共享库与动态链接信息、其他。 进程：进程是正在运行的程序，一个程序的实例，占用内存与CPU等资源。进程是一个程序关于某个数据集的运行活动，是传统操作系统中基本的分配单元与执行单元。 PCB（Processing Control Block）：内核中一个复杂的数据结构，用于描述进程的运行状态，包含：进程标识、进程状态、虚拟内存表、文件标识符表、信号传递与处理有关信息、进程资源使用与限制信息、当前工作目录、其他。 PCB的定义源码见/usr/src/linux-headers-xxx/include/linux/sched.h::task_struct。 并发与多道程序 单道程序：早期计算机仅支持一个程序在计算机上运行，不支持多个程序同时运行。它是效率低下的。 多道程序：通过时序控制程序，使多个程序任务穿插进行， ...

建站提交历史文章，原文写作时间 2023 年 2 月前后。 回到文章目录 虚拟内存地址 整理自：为什么需要虚拟内存？_小林coding的博客-CSDN博客 虚拟地址 为什么需要虚拟地址？ 在做单片机时，因为没有操作系统的存在，我们通常直接访问物理内存地址（Physical Memory Address），程序需要烧录到单片机中。如果在同一个单片机中，同时运行两个程序，那么这时就可能会出现各种错误。产生错误的原因就是为两个程序分配了包含相同的物理内存地址，两者的数据相互干预。 现代计算机应用程序建立在操作系统之上，操作系统为我们完成了这部分冲突的解决，使得多道程序同时在操作系统上运行，而使得在应用程序开发中基本无需关心物理内存地址冲突的问题。 解决这一问题的技术虚拟内存地址（Virtual Memory Address）、以及由此衍生出的内存分段（Segmentation）与内存分页（Paging）技术，就是本章讲解的内容。需要注意的是，虚拟内存由内核而无需用户关注，本章讲解的均为原理。 虚拟地址空间 虚拟内存映射表表存储于PCB中，每个进程都拥有一个虚拟内存映射表，不同进程 ...

建站提交历史文章，原文写作时间 2023 年 2 月前后。 回到文章目录 文件操作与目录操作 基本原理 标准C库与Linux系统文件IO对比 I0：Input / Output，输入输出，通常指文件在存储介质之间的传输。 标准C库IO函数与LinuxIO函数是调用与被调用的关系， 标准C库函数调用Linux函数进行文件IO，应用程序没有直接操作文件的权限，必须由操作系统代理完成。标准C库IO函数比LinuxIO函数更高级。但是，需要注意的是，标准C库 IO函数效率高于 Linux 函数，标准C库 为IO实现了 缓冲区 的功能，减少了效率低下的外部设备访问开销。 由于缓存区的存在，标准C库IO是非即时的，LinuxIO是即时的，例如在网络交互中需要使用后者，一般场景使用前者更优。 虚拟地址空间 在操作文件与内存中得到的所有地址都是虚拟地址，真实地址对于用户是不可见的，也是无需关心的。 MMU：Memory Management Unit，用于实现虚拟地址与真实地址之间的映射，从而完成CPU的内存管理请求。虚拟地址映射表存储在PCB中。 栈空间从高地址向低地址占用 ...

建站提交历史文章，原文写作时间 2023 年 2 月前后。 回到文章目录 GDB 基本使用 介绍 GDB是GNU提供的调试工具，是最原始的调试工具。 本章节将简单介绍GDB的使用，满足基本需求。 关于更多内容： 1(gdb) help // 查看帮助 生成可调试文件 1$ gcc main.c add.c sub.c mul.c div.c -o main -g -Wall // 必须开启 -g, 建议开启 -Wall -g将建立可调试文件，在可执行文件中嵌入源代码与机器码映射关系。 调试建立发生在编译环节，即预处理代码 →\to→ 汇编代码环节，也可以对汇编代码建立调试，将嵌入汇编代码与机器码映射关系（即后续调试将是对汇编代码的调试）。可以对不同文件选择性建立调试，再连接成完整文件。 -g建立的可调试文件体积通常大于一般可执行文件。 可调试文件与源文件建立了映射关系，调试时需确保源文件在原始位置（绝对路径），未删改。 常用命令 启动与结束 1234$ gdb <file> // 启动 GDB$ gdb <file> -d <director ...