C++ 进阶 day9 多进程编程

5.8

多进程理论基础

引入目的

• 实现任务并执行的一种途径
• 可实现数据在多个进程之间通信，共同处理整个程序的相关数据提高效率

多进程的概念

• 进程是程序的一次执行过程，有一定的生命周期
• 进程是计算机资源分配的基本单位
  • 每个进程分配0-4G虚拟内存，其中0-3G是用户空间，3-4G是内核空间
  • 用户空间相互独立，内核空间相互共享
  • 用户空间细分为：栈区，堆区，静态区
• 进程调度机制

• 并发与并行的区别
• 针对于单核CPU而言，使用相关调度机制，实现多个任务进行细化时间片轮询时，在宏观上感觉是多个任务同时执行的操作，同一时刻，只有一个任务在被CPU处理
• 针对于多核CPU而言，处理多个任务时，同一时间，每个CPU处理的任务之间是并行的，实现的是真正意义上多个任务同时执行的

进程的内存管理（重点）

• 物理内存：内存条上（硬件上）真正存在的存储空间
• 虚拟空间：程序运行后，通过内存映射单元，物理到虚拟

进程与程序的区别

• 进程：动态的，进程是程序的一次执行过程，有生命周期
• 程序：静态的，没有生命周期，存储在磁盘设备上的二进制文件

进程的种类

• 交互进程：sell
• 批处理进程：内部队列处理
• 守护进程：系统伴随进程

进程PID

• PID（Process ID）:进程号，进程号是一个大于等于0的整数，唯一标识，不可重复
• PPID：父进程号，都有父进程号，都是从其拷贝过来的
• 在linux的/proc目录下的数字都是进程

特殊进程

• 0号进程
• 1号进程
• 2号进程
• 孤儿进程
• 僵尸进程

有关进程相关指令

• ps
  • 功能：查看当前运行的进程相关属性
  • ps -ef：进程之间的关系
  • ps -ajx:能够显示当前进程的状态
  • ps -aux:可以查看当前进程对CPU和内存的占用率
• top
  *功能：动态查看进程属性
• kill
  • 语法：kill -信号号
  • kill -l查看发送的信号信息
• pidof:查看进程的进程号

进程状态切换

• man ps查看进程的状态
• 进程主要状态的转换

多进程的创建：fork

fork

#include <unistd.h>
pid_t fork(void);
功能：通过拷贝父进程得到一个子进程
参数：无
返回值：成功在父进程中得到子进程的pid，在子进程中的到0，失败返回-1并置位错误码

• 不关注返回值案例：

点击查看代码

#include<myhead.h>
int main(int argc, const char *argv[])
{
    printf("ni hao xingqiu\n");
    fork();            //创建一个子进程
    printf("hello world\n");
    while(1);          //防止进程结束
    return 0;
}

• 多个fork

*并发执行案例

点击查看代码

#include <myhead.h>
using namespace std;
int main(){
	pid_t pid = -1;
	pid = fork();
	if(pid>0){
		while(1){
			//父进程要执行的代码
			printf("我是父进程111\n");
			sleep(1);
		}
	}
	else if(pid==0){
		while(1){
			//子进程要执行的代码
			printf("我是子进程\n");
			sleep(1);
		}
	}
	else{
		perror("fork error");
		return -1;
	}
	return 0;
}

• 返回值样例

点击查看代码

#include<myhead.h>
int main(int argc, const char *argv[])
{
    pid_t pid = -1;
    pid = fork();            //创建一个子进程，父进程会将返回值赋值给父进程中的pid变量
                            //子进程会将返回值赋值给子进程中的pid变量
    printf("pid = %d\n", pid);      //对于父进程而言会得到大于0的数字，对于子进程而言会
得到0
    //对pid进程判断
    if(pid > 0)
   {
        //父进程要做执行的代码
        printf("我是父进程\n");
   }else if(pid == 0)
   {
        //子进程要执行的代码
        printf("我是子进程\n");
   }else
   {
        perror("fork error");
        return -1;
   }
    while(1);          //防止进程结束
    return 0;
}

父子进程号的获取

#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

getpid

pid_t getpid(void);
功能：获取当前进程的进程号
参数：无
返回值：当前进程的进程号

getppid

pid_t getppid(void);
功能：获取当前进程的父进程pid号
参数：无
返回值：当前进程的父进程pid