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一、Linux的进程、线程概念
#xff08;一#xff09;命令控制进程
1、命令查看各进程的编号pid
2、命令终止一个进程pid
二、初识Linux系统的虚拟机内存管理
#xff08;一#xff09;虚拟机内存管理
#xff08;二#xff09;与STM32内存管理对比
三、Lin…目录
一、Linux的进程、线程概念
一命令控制进程
1、命令查看各进程的编号pid
2、命令终止一个进程pid
二、初识Linux系统的虚拟机内存管理
一虚拟机内存管理
二与STM32内存管理对比
三、Linux调用函数编程
具体操作
四、总结 一、Linux的进程、线程概念
Linux中的进程Process和线程Thread是操作系统进行任务调度的核心概念。
进程是资源分配的基本单位每个进程拥有独立的内存空间、文件描述符等系统资源。进程之间相互隔离需通过进程间通信IPC交换数据。线程是进程内的执行单元属于同一进程的多个线程共享进程的内存和资源如代码段、全局变量。线程独立调度切换开销小适合需要并发执行的场景。 在Linux中线程通过轻量级进程Lightweight Process, LWP实现底层由clone()系统调用创建。内核使用task_struct结构统一管理进程和线程区别在于资源共享程度线程属于同一线程组TGID相同共享内存而不同进程的TGID不同资源独立。
一命令控制进程 如表为部分控制进程二点命令但是此处我们着重操作查看进程编号和终止进程
分类命令功能描述查看进程信息ps列出当前进程快照top / htop动态监控进程资源占用终止进程kill通过PID发送信息终止进程killall通过进程名批量终止调整优先级nice启动新进程时设置优先级范围-20~19renice修改已运行进程的优先级后台进程管理nohup忽略挂断信号使进程在终端关闭后仍运行jobs/fg/bg管理当前终端的后台作业
1、命令查看各进程的编号pid 进程编号PID是Linux内核为每个运行中的进程分配的唯一数字标识。通过PID用户可以精准定位目标进程并对其进行管理。以下命令可用于快速获取当前系统中的进程信息
查看进程此处我用的指令是
ps -a
则会显示出如下图所示结果 2、命令终止一个进程pid 当进程出现异常或需要主动释放资源时可通过发送终止信号Signal强制结束进程。Linux提供多种信号类型默认使用SIGTERM15请求进程正常退出若未响应可升级至SIGKILL9强制终止。 此处要达到终止一个进程的效果我们可以先创建一个新的进程再强制终止步骤如下
启动测试进程
sleep 300 # 后台运行一个休眠300秒的进程
查找其PID
ps -a | grep sleep 终止进程
kill 1936 二、初识Linux系统的虚拟机内存管理
一虚拟机内存管理 Linux内存管理通过虚拟内存和分页技术为进程提供独立地址空间由MMU通过页表映射至物理内存或Swap。采用按需分页访问时触发缺页中断分配内存内存不足时通过LRU等算法换出非活跃页由kswapd回收资源极端时OOM Killer终止进程。写时复制优化进程创建效率。该机制确保进程隔离、内存高效利用及动态扩展能力
二与STM32内存管理对比 Linux的虚拟内存管理与STM32的真实物理内存映射在设计理念和应用场景上有显著区别主要体现在以下几个方面 地址隔离与抽象 Linux通过MMU将虚拟地址映射到物理内存实现进程间内存隔离STM32直接操作物理地址无隔离需手动管理布局易因越界操作崩溃。 保护与扩展能力 Linux利用页表权限和Swap扩展内存防御攻击STM32依赖有限MPU保护关键区无动态扩展内存严格受限。 实时性与开销 STM32物理内存访问确定、无转换延迟适合实时控制Linux可能因页错误或Swap引入延迟且MMU管理消耗资源。 开发模式 Linux自动管理内存简化开发STM32需手动分配内存/外设底层控制强但易出错。
三、Linux调用函数编程 接下来我们将熟悉通过虚拟机在Linux系统中编写c语言程序熟练调用 fork()、wait()、exec() 等函数。首先我们了解一下上述几个函数的含义
1、fork( )创建子进程 功能复制当前进程父进程生成一个几乎完全相同的子进程。 特点 调用一次返回两次父进程返回子进程的 PID进程标识符子进程返回 0。 子进程继承父进程的代码、数据段、堆栈和文件描述符等资源。
2、wait( 回收子进程资源
功能父进程阻塞等待子进程终止并回收其资源 特点 wait(NULL) 等待任意子进程结束waitpid( ) 可指定等待特定子进程。 通过参数获取子进程退出状态。
3、exec( )执行新程序 功能加载并运行一个新的可执行程序替换当前进程的代码和数据。 特点 属于函数族参数传递方式不同。 调用成功后原进程的代码段、数据段等被新程序完全覆盖但进程 PID 不变。
具体操作
1、打开XTerminal
登录我们老师分配的阿里云服务器Ubuntu系统的账号进入终端 2、通过命令创建Homework文件夹
mkdir ~/homework cd ~/homework 3、在homework文件夹中通过vi命令创建C语言文件并写入测试代码
vi example.c 测试代码
#include unistd.h
#include sys/wait.h
#include stdio.h
#include stdlib.hint main() {pid_t pid fork();if (pid -1) {perror(fork失败);exit(EXIT_FAILURE);} else if (pid 0) {// 子进程执行ls -lprintf(子进程PID: %d\n, getpid());execl(/bin/ls, ls, -l, NULL);// 若execl失败执行以下代码perror(execl失败);exit(EXIT_FAILURE);} else {// 父进程等待子进程printf(父进程等待子进程PID: %d\n, pid);int status;wait(status);if (WIFEXITED(status)) {printf(子进程退出码: %d\n, WEXITSTATUS(status));}printf(父进程结束\n);}return 0;
}
代码分析
1使用 fork( ) 创建子进程
pid_t pid fork();
调用fork( )创建一个新进程子进程。
2错误处理fork失败
if (pid -1) {perror(fork失败);exit(EXIT_FAILURE);
} 如果fork( ) 失败返回 -1打印错误信息并终止程序。
3子进程逻辑
else if (pid 0) {// 子进程代码printf(子进程PID: %d\n, getpid());execl(/bin/ls, ls, -l, NULL);perror(execl失败);exit(EXIT_FAILURE);
}
子进程通过getid( )获取自身PID并打印随后调用execl(/bin/ls,ls,-l,NULL)执行ls -1命令若路径或参数错误则通过perror( )输出错误信息并调用exit(1)终止自身。
4父进程逻辑
else {// 父进程代码printf(父进程等待子进程PID: %d\n, pid);int status;wait(status);if (WIFEXITED(status)) {printf(子进程退出码: %d\n, WEXITSTATUS(status));}printf(父进程结束\n);
}
父进程通过wait(status)阻塞等待子进程终止检查其是否正常退出WIFEXITED获取退出码WEXITSTATUS最后打印父进程结束信息。
4、对编辑好的文件保存并退出 在下方的对话框中输入如下指令则可进行对应操作
1保存文件
:w
表示进入命令输入状态。w 表示写入write即保存文件。
2退出 vi
:q
q表示退出quit。按 ctrlenter 退出 vi。
5、编译并运行 回到终端界面输入以下命令即可编译并运行
gcc example.c -o example
./example
结果 四、总结 在本次学习中我深入理解了Linux的进程与线程概念掌握了通过ps、kill等命令查看和终止进程的操作并通过fork()、wait()、exec()函数实现父子进程协作的编程实践。对比Linux虚拟内存与STM32物理内存管理机制我认识到前者通过隔离与动态扩展提升安全性与灵活性而后者以实时性和确定性服务于嵌入式场景。通过编写C程序调用系统函数我进一步熟悉了多进程资源管理及错误处理流程巩固了理论与实践的衔接能力为后续复杂系统开发奠定了基础。
