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条件变量可以说是互斥锁的补充，但不同的是条件变量是用来等待而不是上锁的，当收到条件变量时线程被唤醒，执行到等待函数（pthread_cond_wait）时又阻塞等待条件变量成立。与信号量不同的是，信号量类似于计数器，需要在程序中进行加一减一操作，条件变量有自动置位功能（通过下面实验能体会到）；而且条件变量能用一个信号唤醒多个线程。 条件变量使用步骤： 1.分配条件变量，静态分配将PTHREAD_COND_INITIALIZER赋值给条件变量，动态分配使用pthread_cond_init； 2.通知或等待条

互斥锁的作用是锁住共享资源，线程在操作共享资源时，保证这个资源不被其他线程改变，锁住的是数据而不是线程。 互斥锁保护临界区的方式是只让一个线程持有锁，没有拿到这个锁的线程将会阻塞，即保证临界区的互斥，对共享资源的操作具有原子性。 使用互斥机制要避免死锁，死锁产生的情况是：1线程拿着A锁，然后阻塞住想获取B锁，2线程拿着B锁，阻塞想获取A锁，这样两个线程都会阻塞住，等待拿不到的锁，就这样造成死锁，程序不能往下执行。 使用互斥锁的步骤： 1.在全局区定义互斥锁，静态分配是将PTHREAD_MUTEX_INITI

为保证每个线程对同一资源访问有效，比如一个线程想要从共享资源读数据，而这些资源正在被其他线程修改，那么读出来的数据是无效的，那么就要想办法让其他线程修改完再去读，这时候就用到了同步机制。可以使用Linux系统提供的机制来对线程访问资源的顺序进行同步，本文档挑选了信号量，互斥锁，条件变量来介绍线程同步机制,实验代码在sync/目录下。 1 POSIX无名信号量 本章介绍POSIX 无名信号量，以下简称信号量。信号量类似于计数器，操作方法和前面的System V 信号灯基本一样。 使用信号量的步骤： 1.在程序

线程终止： 1.start_routine回调函数执行return； 2.线程自身调用pthread_exit()； 3.其他线程调用pthread_cancel(ID)将此进程终止； 任意线程调用exit()使整个进程退出。 线程回收：线程默认joinable状态，终止后需使用pthread_join回收资源；将子线程使用pthread_detach从主线程分离后处于unjoinable状态，系统等线程退出后自动回收资源。 常用的 函数调用如下： pthread_exit()：结束本线程 #include

线程是系统调度的基本单位，一个进程中在创建时默认只有一个线程，一个进程可以创建多个线程，这几个线程可以同时执行。 多线程比多进程更容易传输数据，由于线程之间能够共享进程里的资源，所以并发线程同时操作进程资源会产出竞争的情况，需要对多线程进行同步操作。如串口需要同时同时收发，应用层可能会因为I/O阻塞阻止程序进行下一步，使用多线程读写可解决问题，即一个线程读，一个线程写，互不影响；在网络编程中可处理多个客户端同时连接和请求。 Linux线程和windows中的线程不一样，Linux中的线程是轻量级的进程，但是

UNIX域套接字用于进程通信，用法和网络套接字相同，不同的是UNIX域套接字只能在一台机器上的进程之间传输数据，网络套接字可在一台或不同机器之间实现通信。在Ubuntu终端输入“netstat -lx”,可显示所有UNIX套接字连接和监听端口， 图 1 然后输入命令查看udev使用的套接字“ls -l /run/udev/control”, 图 2 文件类型为“s”,表示套接字文件，因为udev是Linux应用层的一个小工具，用来自动识别挂载一些设备，比如U盘等，在开发板的最小系统中没有这个工具

信号灯也叫信号量，它能够用来同步进程的动作，不能传输数据。它的应用场景就像红绿灯，控制各进程使用共享资源的顺序。Posix无名信号灯用于线程同步， Posix有名信号灯，System V 信号灯。本章讨论用于进程同步的System V信号灯。 信号灯相当于一个值大于或等于0计数器，信号灯值大于0，进程就可以申请资源，信号灯值-1，如果信号灯值为0，一个进程还想对它进行-1，那么这个进程就会阻塞，直到信号灯值大于1。 使用System V信号灯的步骤如下： 1.使用semget()创建或打开一个信号灯集。 2

Linux操作系统的进程通常使用的是虚拟内存，虚拟内存空间是有由物理内存映射而来的。System V 共享内存能够实现让两个或多个进程访问同一段物理内存空间，达到数据交互的效果。 图 1 共享内存和其他进程间数据交互方式相比，有以下几个突出特点： 1.速度快，因为共享内存不需要内核控制，所以没有系统调用。而且没有向内核拷贝数据的过程，所以效率和前面几个相比是最快的，可以用来进行批量数据的传输，比如图片。 2.没有同步机制，需要借助Linux提供其他工具来进行同步，通常使用信号灯。 使用共享内存的步骤：

System V IPC包含三种进程间通信机制，有消息队列，信号灯（也叫信号量），共享内存。此外还有System V IPC的补充版本POSIX IPC，这两组IPC的通信方法基本一致，本章以System V IPC为例介绍Linux进程通信机制。 可以用命令“ipcs”查看三种IPC，“ipcrm”删除IPC对象。在i.MX6ULL终结者开发板终端输入“ipcs”查看系统中存在的IPC信息： 图 1 这些 IPC对象存在于内核空间，应用层使用IPC通信的步骤为： 图 2 1.获取 key值，内

信号是非常重要的一种进程通信机制，模拟硬件中断，当某个事件发生后，Linux内核通过发信号通知进程去处理，打断进程的执行，比如在i.mx6ull终结者使用文档/ Linux异步通知实验中就使用了信号机制。 信号机制使用一些系统调用在内核注册信号，事件发送后发送信号，进程收到信号后会进行处理，处理方式有以下三种： 1.默认方式（通常是终止进程）， 2.忽略，不进行任何操作。 3.捕捉并处理调用信号处理器（回调函数形式）。 本章只关注在应用层对信号的处理，如果想进一步体验信号可以在驱动章节体验异步通知。在Ubu

有名管道在一些专业书籍中叫做命名管道，它的特点： 1.可以使无关联的进程通过fifo文件描述符进行数据传递； 2.单向传输有一个写入端和一个读出端，操作方式和无名管道相同。 mkfifo()：创建有名管道使用， #include <sys/types.h> #include <sys/stat.h> int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode); 参数含义： pathname：有名管道的路径和名称； mode：权限。 返回值：成功返回0，

进程间的通信应用也是很广泛的，比如后台进程和GUI界面数据传递，发送信号关机，Ctrl+C终止正在运行的程序等。 Linux进程间通信机制分三类：数据交互，同步，信号。理解了这些机制才能灵活运用操作系统提供的IPC工具。 本章以常用的管道(包括有名管道和无名管道)，System V IPC（消息队列，共享内存，信号灯），套接字（UNIX域套接字和网络套接字）为例来说明Linux进程通信常用的方法，本文档中介绍的只是一小部分，如果想深入了解可以去翻看专业的书籍。本章代码在ipc/文件夹下。 1无名管道 无名管

用fork函数创建子进程后，子进程往往要调用一种exec函数以执行另一个程序，该子进程被新的程序替换，改变地址空间，进程映像和一些属性，但是pid号不变。 execve()： #include <unistd.h> int execve(const char *filename, char *const argv[], char *const envp[]); 参数含义： filename：路径名，表示载入进程空间的新程序路径。 argv[]：命令行参数，argv[0]为命令名。 envp[]：

linux的进程终止方式有8种，其中5种是正常终止： 1.从main函数return返回。 2.调用exit函数，exit() 退出的时候会刷新IO缓冲区 3.调用_exit或_Exit。 _exit() 退出的时候不刷新IO缓冲区 4.最后一个线程从其启动例程返回。 5.最后一个线程调用pthread_exit。 异常终止有3种，各自是： 1.调用abort函数。 2.接收到信号并终止。 3.最后一个线程对取消请求做出响应。 其中return和exit的区别是return 返回到调用它的函数,exit退

进程指正在运行的程序，资源分配的最小单位，可以通过“ps ”或“top”等命令查看正在运行的进程，线程是系统的最小调度单位，一个进程可以拥有多个线程，同一进程里的线程可以共享此进程的同一资源。本章代码在process/目录下。 进程类型： 1.交互进程：由shell启动，用户和计算机进行问答的进程。 2.批处理进程：不与特定终端相关联，将任务提交到等待队列按顺序执行的进程。 3.守护进程：后台运行的特殊进程，用户不能和它进行会话。 进程的三种状态： 图 1 1.运行态，正在运行或在运行队列中等待。 2.

fwrite()：把 ptr 所指向的数组中的数据写入到给定流 stream 中， #include <stdio.h> size_t fread(void *ptr, size_t size, size_t nmemb, FILE *stream); 参数含义： ptr：指向内存块的指针； size：每个元素的字节数； nmemb：一次写入的元素个数； stream：打开的 FILE对象的指针。 返回值：成功返回写入元素的个数，如果该数字与nmemb不同会显示错误。 实验代码在fwrite.c

fgets()： 从文件流中读取一行，并把它存储在 s 所指向的字符串内， #include <stdio.h> char *fgets(char *s, int size, FILE *stream); 参数含义： s：数组指针，读到的字符串储存在此数组内； size：读取的字符数量，通常填写数组长度； stream：打开的文件流。 返回值：读取成功返回与s相同的参数，错误返回一个空指针。 fread()：从文件流stream中读nmemb个元素到ptr指向的内存中，每个元素有size个字节。

标准IO使用了缓冲区机制，从而减少系统调用，实现更高的效率，三种缓冲机制为： 全缓冲：当流的缓冲区无数据或无空间时才执行实际I/O操作 行缓冲：当在输入和输出中遇到换行符(‘\n’)时，进行I/O操作。 无缓冲：数据直接写入文件，流不进行缓冲。 常用函数如下： fopen()：打开或创建文件流，返回指向该文件流的指针 #include <stdio.h> FILE *fopen(const char *path, const char *mode); 参数含义： filename ：字符串，用来

常用函数如下： opendir()：打开指定的目录，并返回DIR*形态的目录流， #include <sys/types.h> #include <dirent.h> DIR *opendir(const char *name); 参数含义： name：路径名字。 返回值：成功返回打开的目录流，失败返回 NULL。 closedir()：关闭目录流。 #include <sys/types.h> #include <dirent.h> int closedir

write()：常用来写文件，定义如下： #include <unistd.h> ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count); 参数含义： fd: 文件描述符； buf: 缓存区，存放将要写入的数据； count： 每次写入的个数。 函数功能： 每次从buf缓存区拿count个字节写入fd文件。 返回值： 大于或等于0表示执行成功，返回写入的字节数； 返回-1代表出错。 实验代码在io/io3.c：路径为:11_Linux系统开发

read()：读取文件最常用的函数，定义如下： #include <unistd.h> ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count); 参数含义： fd： 要读的文件描述符 buf： 缓冲区，存放读到的内容。 count： 每次读取的字节数 函数功能： 每次从fd读取count个字节，保存到buf中。 返回值： 返回值大于0，表示读取到的字节数； 等于0在阻塞模式下表示到达文件末尾或没有数据可读（EOF），并调用阻塞； 等于-1表示出错，在非阻塞模

文件 IO是Linux系统提供的接口，针对文件和磁盘进行操作，不带缓存机制；标准IO是C语言函数库里的标准I/O模型，在stdio.h中定义，通过缓冲区操作文件，带缓存机制。Linux系统中一切皆文件，包括普通文件，目录，设备文件（不包含网络设备），管道，fifio队列，socket套接字等，在终端输入“ls -l”可查看文件类型和权限。 标准IO和文件IO常用API如下： 1 文件IO open()/close() 本节使用Linux提供的接口来进行打开关闭文件。 open()：通过系统调用，可以打开文