20211301 郑润芃 学习笔记6

第三章教材知识总结

3.1 多任务处理

• 多任务处理：指同时进行几项独立活动的能力

• 单CPU : 一次只能执行一个任务

• 多任务处理：通过不同任务之间多路复用CPU的执行时间

• 上下文切换：不同人物之间的执行切换机制

• 并发：逻辑并行性

3.2 进程的概念

• 进程：对映像的执行

• 执行映像：包含执行代码、数据和堆栈的存储区

• PROC 结构体：

3.8 进程管理的系统调用

• fork：创建子进程，返回子进程的pid 失败则返回-1
  • 左侧显示pi映像，在Umode下发出系统调用pid=fork（）
  • pi转到Kmode执行内核中响应的kfork（）函数
  • 创建完子进程后，Pi返回语句
  • 子进程Pj运行时，会退出Kmode并返回相同语句

• 进程执行顺序：顺序由优先级决定，可以轮流进行

• 进程终止：有两种方式

  1. 正常终止：exit()函数执行清理工作，发出_exit（value）系统调用，退出值0表示正常终止。通知父进程。
  2. 异常终止：遇到非法指令、越权、除零等错误，内核异常处理程序将陷阱错误类型转换为一个信号。

• 等待子进程终止：任何时候都可以使用系统调用等待僵尸子进程

• subreaper进程：处理孤儿进程

• exec()：更改进程的执行映像

• argv[]布局

• 环境变量：为当前sh定义的变量，由子sh或进程继承

3.9 I/O 重定向

• 文件流：每个文件流对应linux内核中的一个打开文件，每个打开文件都用一个文件描述符表示

• 重定向标准输入：close系统调用会关闭文件描述符0，open打开文件，使用最小的未使用描述符数值作为文件描述符

3.10 管道

• 管道：用于进程交换数据的单向进程间通信通道，有一个读取端和写入端

• 双向管道：可以双向传输

• 命名管道：不相关进程之间的FIFO通信通道

• 管道编程：内核中创建管道，并返回两个文件描述符，一个读取一个写入

• 管道命令处理：cmd1 | cmd2

• 管道写进程和管道读进程连接起来：查看是否有|符号 执行代码重定向

• 命名管道：FIFO

代码实现

• fork（）演示

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

int main()
{
    int pid;
    printf("this is %d, my parent=%d\n", getpid(), getppid());
    pid = fork();
    if (pid) {
        printf("this is process %d, child pid=%d\n", getpid(), pid);
    } else {
        printf("this is process %d, parent=%d\n", getpid(), getppid());
    }
    return 0;
}

• 打印环境变量

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

// 声明全局变量environ，用于访问环境变量
extern char** environ;

int main(int argc, char* argv[]) {
    int i;
    char* env;

    // 打印命令行参数
    printf("Command Line Arguments:\n");
    for (i = 0; i < argc; i++) {
        printf("%s\n", argv[i]);
    }

    // 打印环境变量
    printf("\nEnvironment Variables:\n");
    while (*environ) {
        printf("%s\n", *environ);
        environ++;
    }

    return 0;
}

苏格拉底提问

• 进程

• 管道
  
  
  
  
  

问题与解决方案

• 问题1：书上演示fork（）的代码无法执行

• 问题解决方案:询问了chatgpt，找到了解决方案