牛客高级系列专栏：

简介

本人2020年本硕毕业于广东工业大学：嵌入式许乔丹，牛客高级专栏作者，牛客大学讲师，本科阶段搞了4年单片机、曾参加全国大学生恩智浦汽车竞赛，发表4个硬件专利。研究生阶段找了嵌入式linux的实习，毕业后拿到珠海格力，云从科技，CVTE，小米，美的，华为的嵌入式offer，签约CVTE嵌入式岗位。

在CVTE先后做过嵌入式Linux开发和安卓系统开发，参与过TV板卡、显示屏板卡、智能家居板卡、希沃网课学习机的开发。欢迎交流嵌入式或者安卓哈！

正文开始⬇️

1.1 进程线程的基本概念（本文讲1.1.1-1.1.3）

1.1.1什么是进程，线程，彼此有什么区别⭐⭐⭐⭐⭐

1.1.2多进程、多线程的优缺点⭐⭐⭐⭐

1.1.3什么时候用进程，什么时候用线程⭐⭐⭐

1.1.4多进程、多线程同步（通讯）的方法⭐⭐⭐⭐

1.1.5进程的空间模型⭐⭐⭐

1.1.6一个进程可以创建多少线程，和什么有关⭐⭐

1.1.7进程线程的状态转换图 什么时候阻塞，什么时候就绪⭐⭐

1.1.8父进程、子进程的关系以及区别⭐⭐⭐⭐⭐

1.1.9什么是进程上下文、中断上下文⭐⭐

1.2 并发，同步，异步，互斥，阻塞，非阻塞的理解

1.2.1并发，同步，异步，互斥，阻塞，非阻塞的理解⭐⭐⭐⭐⭐

1.2.2什么是线程同步和互斥⭐⭐⭐⭐⭐

1.2.3线程同步与阻塞的关系？同步一定阻塞吗？阻塞一定同步吗？⭐⭐⭐

1.3 孤儿进程、僵尸进程、守护进程的概念

1.3.1 基本概念 ⭐⭐

1.3.2 如何创建守护进程：⭐⭐

1.3.3 正确处理孤儿进程、僵尸进程的方法⭐⭐⭐⭐⭐

1.1 进程线程的基本概念

1.1.1什么是进程，线程？也就是问彼此有什么区别？

答：进程是资源（CPU、内存等）分配的基本单位，线程是CPU调度和分配的基本单位（程序执行的最小单位）。

1）当我们运行一个程序的时候，系统就会创建一个进程，并分配地址空间和其他资源，最后把进程加入就绪队列直到分配到CPU时间就可以正式运行了。

2）线程是进程的一个执行流，有一个初学者可能误解的概念，进程就像一个容器一样，包括程序运行的程序段、数据段等信息，但是进程其实是不能用来运行代码的，真正运行代码的是进程里的线程。

3）那么，来看看我们最熟悉的main()函数，我们既可以认为这是一个进程，也可以认为是一个线程。我们都知道，在C/C++中main函数是程序入口，所以准确来说main函数是程序的主线程。然而很神奇的地方在于，当系统在执行main函数的时候，main函数又是一个独立的进程，我们可以在main函数里创建子进程，也可以创建子线程。

4）在main函数里创建的多个子线程中，每个线程有自己的堆栈和局部变量，但多个线程也可共享同个进程下的所有共享资源，因此我们经常可以创建多个线程实现并发操作，实现更加复杂的功能。

示例：我们看一个实际例子来加强理解。 

#include 
#include 
#include 
#include 
int g_cnt = 0;  //全局变量
int * thread(void * arg)
{
    int m_cnt = 0;
    m_cnt = 5;
    g_cnt++;
    return 0;
}
int main(void)
{
    int err = 0;
    pthread_t tid;
    int m_cnt = 0;
    err=pthread_create(&tid, NULL, thread, NULL);  //创建子线程
    if (0 != err)   //检验是否创建成功
    {
        printf("can't creat thread: %s\n", strerror(err));
    }
    while(g_cnt == 0)
    {
        usleep(300);   //延迟300毫秒，让子线程运行一会儿
    }
    printf("g_cnt = %d, m_cnt = %d\n", g_cnt,  m_cnt);
    return 0;
}

    我们可以看出main函数是一个主线程，开始执行程序，同时main函数又是一个进程，我们可以创建子线程thread（），子线程有自己的堆栈和局部变量，同时又与主线程共享全局变量，这也就是为何输出结果显示子线程改变了全局变量g_cnt,但没有改变main函数里的同名局部变量m_cnt。

图1-1运行结果

     还有一个关键点需要注意：我们可以看到main函数有一个while循环，一开始 g_cnt == 0，程序进入while循环后就不能做其他事情，但是子线程thread不受影响，仍然可以独立于main函数，自己做自己的事情。

1.1.2 多进程、多线程的优缺点

解析：为了理解多进程、多线程各自的优缺点之前，我们需要先了解进程和线程最大的区别和联系，一个进程由PCB（进程控制块）、数据段、代码段组成，进程本身不可以运行程序，而是像一个容器一样，先创建出一个主线程，分配给主线程一定的系统资源，这时候就可以在主线程开始实现各种功能。当我们需要实现更复杂的功能时，可以在主线程里创建多个子线程，跟人多好干活的道理一样，多个线程在同一个进程里，利用这个进程所拥有的系统资源合作完成某些功能。

理解了这些知识点，再来理解各自优缺点就很容易了。

答：

1）多进程更健壮，一个进程死了不影响其他进程，子进程死了也不会影响到主进程，毕竟系统会给每个进程分配独立的系统资源。多线程比较脆弱，一个线程崩溃很可能影响到整个程序，因为多个线程是在一个进程里一起合作干活的。

2） 进程性能大于线程，每个进程独立地址空间和资源，而多个线程是一起共享了同个进程里的空间和资源，结果就很明显了，线程的性能上限一定比不上进程。

3） 正因为进程性能大于线程。所以这也引发了另一重要知识点，创建多进程的系统花销远大于创建多线程。

4）多进程通讯因为需要跨越进程边界，不适合大量数据的传送，更适合小数据或者密集数据的传送。而多线程无需跨越进程边界，适合各线程间大量数据的传送，甚至还有很重要的一点，多线程可以共享同一进程里的共享内存和变量哦。

5） 多进程逻辑控制比多线程复杂，需要与主进程做好交互。根据上面几点，我们不难知道多进程是“要用来做大事”的，而多线程是“各自做件小事，合作完成大事”。所以要做大事自然就需要更复杂的逻辑控制，不像做小事那么目标明显。

6）虽然多线程逻辑控制比较简单，但是却需要复杂的线程同步和加锁控制等机制。

7）最后的一点，可能比较少见，我们可以通过增加CPU的数量来增加进程的数量，但增加不了线程的数量，即增加CPU无法提高线程数量，线程数量由进程的空间资源和线程本身栈大小确定，详情见1.1.6小节。

1.1.3 什么时候用进程，什么时候用线程

解析：还是同一个思想，进程是“要用来做大事”的，而线程是“各自做件小事，合作完成大事”，结合上节新鲜出炉的优缺点我们就很好理解什么时候用进程或者线程了。

答：

1）创建和销毁较频繁使用线程，因为创建进程花销大嘛。

2）需要大量数据传送使用线程，因为多线程切换速度快，不需要跨越进程边界。

3）并行操作使用线程。线程是为了实现并行操作的一个手段，也就是刚才说的需要多个并行操作“合作完成大事”，当然是使用线程啦。

4）最后可以总结为：安全稳定选进程；快速频繁选线程；

示例：我可以举个本科时自己做的播放器的小例子。我们知道播放器最常见的功能有上一部、下一部。

    当时是调用外部程序mplayer来播放视频，一旦某个进程调用外部程序，我们就失去了对这个进程的控制，回不到这个进程了。（科普一下，因此出现一种子进程是不需要复制父进程的内存和数据的，只是为了方便调用外部程序）

    所以我的程序框架是，因为播放视频需要的系统资源较大，所以在main函数里先创建一个子用来执行播放视频的代码，此时子进程播放视频不影响main函数。最后，main函数执行while（1）死循环一直等待有没有上一部、下一部按键按下，很明显，此时main函数在死循环里无法检验按键按下情况，而检验按键是一件容易且与主线程main函数息息相关的事情，此时就创建子来检验按键即可。

    最终，子线程检验到“下一部”按键按下，告知主线程main函数，main函数就立刻再次创建子进程再次调用外部程序mplayer播放下一个视频。