linux 进程组和会话和线程

进程组和会话和线程

创建会话

6点注意事项

• 调用进程不能是进程组的组长， 该进程会变成新会话的首进程
• 该进程成为一个新进程的组长进程
• 需要有root权限
• 新会话丢弃原有的控制终端， 该会话无控制终端， 即无法与用户交互
• 若调用进程是组长进程， 则会出错返回
• 建立新会话时， 先调用fork, 父进程终止， 子进程调用setsid

getsid函数

作用： 查看当前进程在的会话的id
pid_t getsid(pid_t pid);
参数：
	pid： 要查看的进程的pid
		0 ： 本组的会话id
返回值：
	成功： 当前的会话id
	失败： -1， 设置errno

setsid函数

作用： 当当前进程不是组的组长时， 则创建一个新的会话， 然后使其成为会话组长和组组长
pid_t setsid(void);
返回值：
	成功： 返回调用的进程的会话ID
	失败： -1， 设置errno

守护进程

​ 是linux中后台服务进程， 通常独立于控制终端， 并且周期性的执行某种任务或等待处理某些发生的事情， 一般采用以d结尾的名字

守护进程的特点：

• 没有控制终端
• 不能和用户直接交互
• 不受用户的登陆，注销的影响
• 始终运行

创建守护进程模型

1. 创建子进程， 父进程退出

2. 在子进程中创建新会话

   setsid()

3. 改变当前目录位置

   chdir()

4. 重设文件权限掩码

   umask()

   防止继承的文件创建屏蔽字拒绝某些权限

5. 关闭/重定向文件描述符

   因为继承打开的文件不会用到， 浪费系统资源， 无法卸载

   重定向： 将之前的文件重定向到/dev/null

6. 开始执行守护进程核心工作， 守护进程退出处理程序模型

   while()

chdir函数

作用： 改变当前工作目录的位置， 防止占用可卸载文件系统
int chdir(const char *path);
参数：
	path： 目标目录的路径
返回值：
	成功： 0
	失败： -1， 设置errno

umask函数

作用： 
mode_t umask(mode_t mask);
参数：
	mask： 8进制的值

返回值：
	成功： 之前设置的值

线程的概念

线程是轻量级进程

进程和线程的区别：

• 进程有独立的地址空间，有独立的pcb
• 线程无独立的地址空间，有独立的pcb

在linux中， 线程是最小的执行单元， 进程是最小的资源分配单元

查看pid程序的线程

ps -Lf <pid>

liux内核实现原理

• 创建线程使用的底层函数与进程一样clone
• 从内核看， 进程和线程一样， 都有自己的不同的pcb， 但是pcb中指向内存资源的三级页表是相同的
• 进程可以蜕变成线程
• 线程是最小的执行单元， 进程是最小的资源分配单元

线程共享的资源

1. 文件描述符

2. 每种信号的处理方式

   信号处理方式： 哪个线程抢到了，哪个线程就处理他

3. 当前工作目录

4. 用户id和组id

5. 内存地址空间

   (.text/ .data/ .bss/ 共享库)

线程非共享资源

1. 线程id

2. 处理器现场和栈指针（内核栈）

3. 独立的栈空间（用户栈空间）

4. errno变量（全局变量）

5. 信号屏蔽字

   可以指定某一个线程来处理一个特定的信号

6. 调度优先级

线程的优点/缺点

优点：

1. 提高程序的并发性
2. 开销小
3. 数据通信，共享数据方便

缺点：

1. 库函数， 不稳定
2. 调试， 编写困难
3. 对信号支持不好

线程控制原语

检查出错返回值

不能使用perror()！！

fprintf(stderr, "xxx error: %s\n", strerror(ret));

pthread_self函数

作用：获取线程id
pthread_t pthread_self(void);
返回值：
	当前线程的id

pthread_create函数

作用：创建一个新进程
int pthread_create(pthread_t *restrict thread,
                   const pthread_attr_t *restrict attr,
                   void *(*start_routine)(void *),
                   void *restrict arg);
参数：
	thread： 传出参数， 新创建线程的线程id
	attr： 线程属性， 默认为NULL
	start_routine: 子线程回调函数， 创建成功， pthread_create函数返回时，该函数会被自动调用
	arg： start_routine的参数， 若没有，则为NULL
    
返回值：
	成功： 0
	失败： 错误号， 且thread为定义

pthread_exit函数

作用： 退出当前的线程（包括主线程）
noreturn void pthread_exit(void *retval);
参数：
	retval： 推出值， 无推出值时， NULL
返回值：
	无

比较：

• exit()退出当前进程
• return返回到调用者
• pthread_exit()推出当前线程

pthread_join函数

作用：阻塞地回收指定的线程， 并且可以获取等待线程的返回值
int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);
参数：
	thread：传入参数， 待回收的线程id
	reval： 传出参数， 为待回收的线程的退出值
			若线程异常结束， 值为-1
返回值：
	成功： 0
	失败： 错误号

pthread_cancel函数

作用：杀死线程， 需要一个取消点（保存点）
int pthread_cancel(pthread_t thread);
参数：
	thread: 待杀死的线程id
	返回值：
		成功： 0
		失败： 错误号

注意：

• 如果子线程没有到达取消点， 则pthread_cancel无效,此时可以手动添加取消点 pthread_testcancel()
• 成功被pthread_cancel()杀死的线程， 返回-1， 使用pthread_join来回收该值

pthread_detach函数

作用： 将指定的线程分离
int pthread_detach(pthread_t thread);
参数：
	thread： 待分离的线程id
返回值：
	成功： 0
	失败： 错误号

分离了以后，当线程终止的时候，线程会自己回收自己的pcb, 无需主线程用join来回收

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线程控制原语	进程控制原语
pthread_create	fork
pthread_self	getpid
pthread_exit	exit
pthread_join	wait/waitpid
pthread_cancel	kill
pthread_detach

线程属性

typedef struct
{
       int 					__detachstate;		// 线程的分离状态
       int 					__schedpolicy;		// 线程的调度策略
       struct sched_param 	__schedparam;		// 线程的调度参数
       int 					__inheritsched;		// 线程的继承性
       int 					__scope;			// 线程的作用域
       size_t 				__guardsize;		// 线程的缓冲区大小
       int 					__stackaddr_set;	// 线程的栈设置
       void* 				__stackaddr;		// 线程的栈位置
       size_t 				__stacksize;		// 线程的栈大小
} pthread_attr_t;

线程属性初始化

注意： 应该先初始化线程属性， 再pthread_create创建线程

作用：初始化线程属性
int pthread_attr_init(pthread_attr_t *attr);
参数：
	attr： 传出参数， 初始化以后的属性
返回值：
	成功： 0
	失败： 错误号


作用： 销毁线程属性所占用的资源
int pthread_attr_destroy(pthread_attr_t *attr);
参数：
	attr： 待销毁的线程属性
返回值：
	成功： 0
	失败： 错误号

设置线程分离

作用：设置当前线程分离的属性
int pthread_attr_setdetachstate(pthread_attr_t *attr, int detachstate);
参数：
	attr： 传出参数， 待修改的属性值
	detachstate： 线程分离的属性值
		PTHREAD_CREATE_DETACHED（分离的）
		PTHREAD_CREATE_JOINABLE（未分离的，默认的）
返回值：
	成功： 0
	失败： 错误号
	
作用： 获取当前线程分离的属性
int pthread_attr_getdetachstate(const pthread_attr_t *attr, int *detachstate);
参数：
	attr： 已初始化的线程属性
	detachstate： 传出参数， 当前线程的状态
返回值：	
	成功： 0
	失败： 错误号

实例

通过线程属性将一个线程设置为分离态
pthread_attr_t attr;
pthread_attr_init(&attr);
pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED);
pthread_create(&tid, &attr, tfn, NULL);
pthread_attr_destroy(&attr);

线程使用注意事项

• 主线程退出， 其他线程推出， 则用pthread_exit
• 避免僵尸线程
  • pthread_join
  • pthread_detach
  • pthread_create， 指定分离属性
• malloc和mmap申请的内存可被其他的线程释放
• 避免在多线程中调用fork， 除非马上exec .子进程中只有fork线程存在， 其他的进程均要pthread_exit(即，只存活了调用fork的进程)
• 信号和多线程不要同时用