linux学习(等待+进程替换初识)[9]-编程知识

阻塞等待

一般在内核中阻塞（伴随着被切换），等待被唤醒（放在等待队列【一种数据结构】中）
在Linux中，阻塞等待是指一个进程或线程被暂停执行，直到某个条件满足或事件发生。下面介绍两种常见的阻塞等待方式：

阻塞等待系统调用：在Linux中，许多系统调用函数可以使进程或线程进入阻塞等待状态，直到某个条件满足。例如，常见的阻塞等待系统调用包括：
- read()：从文件描述符中读取数据，如果没有数据可读，则进程会阻塞等待，直到有数据可读或出现错误。
- write()：向文件描述符中写入数据，如果写入的缓冲区已满，则进程会阻塞等待，直到有空间可写或出现错误。
- sleep()：使进程休眠指定的时间，进程会阻塞等待，直到休眠时间结束。
- wait()：等待子进程结束，进程会阻塞等待，直到子进程结束或出现错误。
当条件满足时，阻塞等待的系统调用会返回，并使进程或线程继续执行。
阻塞等待同步原语：除了系统调用外，Linux还提供了一些同步原语，用于实现线程之间的阻塞等待。这些同步原语包括：
- 互斥锁（Mutex）：线程可以使用互斥锁来保护共享资源，当一个线程持有互斥锁时，其他线程尝试获取锁会被阻塞等待，直到锁被释放。
- 条件变量（Condition Variable）：线程可以使用条件变量来等待某个条件满足，当条件不满足时，线程会阻塞等待在条件变量上，直到其他线程发出条件满足的信号。
- 信号量（Semaphore）：线程可以使用信号量来控制对共享资源的访问，当信号量的值为0时，线程会阻塞等待，直到信号量的值大于0。
这些同步原语可以帮助线程进行有效的互斥和同步，并实现线程之间的阻塞等待。

非阻塞等待

非阻塞等待是指进程或线程在等待某个条件满足时，不会被暂停执行，而是继续执行其他任务。在Linux中，非阻塞等待通常使用以下两种方式实现：

轮询：进程或线程可以通过轮询的方式来检查条件是否满足。它会反复地检查条件，如果条件满足，则继续执行相应的操作；如果条件不满足，则继续轮询或执行其他任务。轮询可以使用循环结构实现，例如使用while循环。

以下是一个简单的示例，展示了如何使用轮询实现非阻塞等待：
```
while (!condition) {// 执行其他任务
}
// 条件满足，执行相应的操作
```
轮询的优点是简单直接，但它可能会消耗大量的CPU资源，并且可能导致延迟。
异步事件处理：进程或线程可以将等待任务交给操作系统或其他模块处理，并在条件满足时通过回调函数或事件通知方式得到通知。这样，进程或线程可以继续执行其他任务，而不需要主动轮询。

异步事件处理通常涉及使用特定的API或框架，例如Linux中的epoll、select、poll等系统调用，或者使用异步编程框架，例如libevent、Boost.Asio等。

以下是一个简单的示例，展示了如何使用异步事件处理实现非阻塞等待：
```
// 创建事件循环
event_loop = create_event_loop();// 注册事件处理函数
register_event_handler(event_loop, event_type, event_handler);// 启动事件循环
run_event_loop(event_loop);
```
当事件发生时，事件处理函数 event_handler 将被调用，进程或线程可以在事件处理函数中执行相应的操作。

异步事件处理的优点是可以提高系统的性能和响应性，但它通常需要更复杂的编程模型和代码结构。

非阻塞等待在处理异步任务和事件驱动编程中非常常见，它可以提高系统的并发性和吞吐量。具体使用哪种非阻塞等待方式取决于您的需求和场景。如果您有特定的问题或需求，请提供更多详细信息，我将尽力提供帮助。
在这里插入图片描述

进程替换

替换原理

内核结构没有变，并没有创建新的进程
在这里插入图片描述

如何理解将程序放入内存当中：加载！exec*系列函数

可变参数列表最后一个参数必须是NIULL，标识参数传递完毕！

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/wait.h>int main()
{extern char **environ;pid_t id = fork();if(id == 0){//childprintf("我是子进程: %d\n", getpid());//execl: 如果替换成功，不会有返回值，如果替换失败，一定有返回值 ==》如果失败了，必定返回 ==》 只要有返回值，就失败了//不用对该函数进行返回值判断，只要继续向后运行一定是失败的！//execl("/bin/ls", "ls", "-a", "-ln", NULL); //lsssss: 不存在//char *const myargv[] = {//    "ls",//    "-a",//    "-l",//    "-n",//    NULL//};//execv("/bin/ls", myargv); //lsssss: 不存在//execlp("ls", "ls", "-a", "-l", "-n", NULL);//execvp("ls", myargv);//char *const myenv[] = {//    "MYENV=YouCanSeeMe",//    NULL//};//putenv("MYENV=YouCanSeeMe");//execle("./exec/otherproc", "otherproc", NULL, environ);//execl("./exec/shell.sh", "shell.sh", NULL);execl("./exec/test.py", "test.py", NULL);exit(1);}sleep(1);//fatherint status = 0;printf("我是父进程: %d\n", getpid());waitpid(id, &status, 0);printf("child exit code: %d\n", WEXITSTATUS(status));return 0;
}