Lunix系統編程函數多且復雜，本文記錄一下Linux系統編程最最常用的哪些函數以及這些函數的常見用法。當然本文不可能囊括所有，所以在編程時候最好的學習方法還是查看manpage，多看多寫，熟能生巧。

而且這里只是總結一下函數的最常用的用法和參數，相關知識還是要看書看視頻學習的。

博主學習Linux編程不久，水平有限文章有錯誤還請各位不吝指出。廢話不多說，開始咯。

這篇主要歸納進程和線程相關的函數，文件和目錄操作看上一篇：https://www.cnblogs.com/clno1/p/12935626.html。

進程相關：

fork函數：

pid_t fork(void);　　作用是創建一個子進程。

失敗返回-1；成功返回：① 父進程返回子進程的 ID(非負) ②子進程返回 0 （亦即我們用fork返回值判斷當前是父/子進程）

父子相同處: 全局變量、.data、.text、棧、堆、環境變量、用戶 ID、宿主目錄、進程工作目錄、信號處理方式...

父子不同處: 1.進程 ID 2.fork 返回值 3.父進程 ID 4.進程運行時間 5.鬧鐘(定時器) 6.未決信號集

父子進程的copyonwrite機制：https://www.pianshen.com/article/4305691855/

getpid函數：

pid_t getpid(void);　　作用是獲取當前進程 ID（返回值）

getppid函數：

pid_t getppid(void);　　獲取當前進程的父進程 ID（返回值）

getuid 函數：

獲取當前進程實際用戶 ID　　uid_t getuid(void);

獲取當前進程有效用戶 ID　　uid_t geteuid(void);

getgid 函數

獲取當前進程使用用戶組 ID　　gid_t getgid(void);

獲取當前進程有效用戶組 ID　　gid_t getegid(void);

孤兒進程與講師進程，以及回收子進程：

https://www.cnblogs.com/clno1/p/12937547.html

守護進程相關：

https://www.cnblogs.com/clno1/p/12941308.html

進程間通信：

在操作系統歷史中出現了很多IPC，如文件、管道、信號、共享內存、消息隊列、套接字、命名管道等。但是現今常用的進程間通信方式有：① 管道 (使用最簡單)　，② 信號 (開銷最小)，③ 共享映射區 (無血緣關系)，④ 本地套接字 (最穩定

匿名管道PIPE：

int pipe(int pipefd[2]); 　　函數作用創建匿名管道。成功：0；失敗：-1，設置 errno；

函數調用成功返回 r/w 兩個文件描述符。無需 open，但需手動 close。規定：fd[0] → r； fd[1] → w，就像 0對應標準輸入，1 對應標準輸出一樣。向管道文件讀寫數據其實是在讀寫內核緩沖區。

 1 #include<stdio.h>
 2 #include<stdlib.h>
 3 #include<string.h>
 4 #include<unistd.h>
 5 #include<errno.h>
 6 #include<pthread.h>
 7 
 8 void sys_err(const char *str) {
 9     perror(str);
10     exit(1);
11 }
12 
13 int main(int argc,char *argv[])
14 {
15     int fd[2];
16     int ret;
17     pid_t pid;
18 
19     ret=pipe(fd);        //創建管道
20     if (ret==-1) sys_err("pipe error");
21 
22 
23     pid=fork();        //創建子進程
24     
25     //父子進程合作完成ls wc -l
26     if (pid==-1)         //失敗
27         sys_err("fork error");    
28     else if (pid>0) {    //父進程完成wc -l
29         close(fd[1]);    //父進程讀，關閉寫端
30         dup2(fd[0],STDIN_FILENO);    //有讀端且為空，pipe會阻塞到讀到數據
31         execlp("wc","wc","-l",NULL);
32         sys_err("exclp wc error");    //一旦執行了execlp就結束了，沒法走到這里，所以這里可以用來判錯
33     } else if (pid==0) {    //子進程完成ls
34         close(fd[0]);    //子進程寫，關閉讀端
35         dup2(fd[1],STDOUT_FILENO);
36         execlp("ls","ls",NULL);
37         sys_err("exclp ls error");
38     }    
39     return 0;
40 }

PIPE完成ls wc -l

命名管道FIFO：

匿名管道(pipe)只能用于“有血緣關系”的進程間。但通過 FIFO，不相關的進程也能交換數據。FIFO 是 Linux 基礎文件類型中的一種。但，FIFO 文件在磁盤上沒有數據塊，僅僅用來標識內核中一條通道。各

進程可以打開這個文件進行 read/write，實際上是在讀寫內核通道，這樣就實現了進程間通信。

創建方式：1. 命令：mkfifo 管道名　　2. 庫函數：int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode); 成功：0； 失敗：-1

一旦使用 mkfifo 創建了一個 FIFO，就可以使用 open 打開它，常見的文件 I/O 函數都可用于 fifo。如：close、read、write、unlink 等

共享映射區MMap：

原理是將一個磁盤文件映射到內存地址空間緩沖區，于是當從緩沖區中取數據，就相當于讀文件中的相應字節。于此類似，將數據存入緩沖區，則相應的字節就自動寫入文件。

mmap 函數
void *mmap(void *adrr, size_t length, int prot, int flags, int fd, off_t offset);　　函數作用是建立映射文件。
返回：成功：返回創建的映射區首地址； 失敗：MAP_FAILED 宏
addr: 建立映射區的首地址，由 Linux 內核指定。使用時，直接傳遞 NULL
length： 欲創建映射區的大小
prot： 映射區權限 PROT_READ、PROT_WRITE、PROT_READ|PROT_WRITE
flags： 標志位參數(常用于設定更新物理區域、設置共享、創建匿名映射區)
　　　　MAP_SHARED: 會將映射區所做的操作反映到物理設備（磁盤）上。
　　　　MAP_PRIVATE: 映射區所做的修改不會反映到物理設備。
fd： 用來建立映射區的文件描述符
offset： 映射文件的偏移(4k 的整數倍)

父子等有血緣關系的進程之間也可以通過 mmap 建立的映射區來完成數據通信。但相應的要在創建映射區的時候指定對應的標志位參數 flags：

MAP_PRIVATE: (私有映射) 父子進程各自獨占映射區；　　MAP_SHARED: (共享映射) 父子進程共享映射區；

munmap 函數

int munmap(void *addr, size_t length);　　函數作用是釋放剛剛建立映射的內存緩沖區。

返回值： 成功：0； 失敗：-1 errno

信號：

信號重要且相對復雜，開新篇總結：https://www.cnblogs.com/clno1/p/12941316.html

線程相關：

線程（ight weight process）稱為輕量級的進程，本質仍是進程(在 Linux 環境下)，一個區別在于：進程，獨立地址空間，擁有 PCB 。線程，有獨立的 PCB，但沒有獨立的地址空間(共享)。

線程共享資源　　1.文件描述符表2.每種信號的處理方式3.當前工作目錄4.用戶 ID 和組 ID5.內存地址空間 (.text/.data/.bss/heap/共享庫)

線程非共享資源　　1.線程 id2.處理器現場和棧指針(內核棧)3.獨立的棧空間(用戶空間棧)4.errno 變量5.信號屏蔽字6.調度優先級

pthread_create 函數

int pthread_create(pthread_t *thread, const pthread_attr_t *attr, void *(*start_routine) (void *), void *arg);　　創建一個新線程。 其作用，對應進程中 fork() 函數。

返回值：成功：0； 失敗：錯誤號 -----Linux 環境下，所有線程特點，失敗均直接返回錯誤號。

參數：pthread_t：當前 Linux 中可理解為：typedef unsigned long int pthread_t;

參數 1：傳出參數，保存系統為我們分配好的線程 ID
參數 2：通常傳 NULL，表示使用線程默認屬性。若想使用具體屬性也可以修改該參數。
參數 3：函數指針，指向線程主函數(線程體)，該函數運行結束，則線程結束。
參數 4：線程主函數執行期間所使用的參數。　　（即參數3和4描述了線程的函數）

pthread_self 函數

pthread_t pthread_self(void);　　獲取線程 ID。其作用對應進程中 getpid() 函數。　　返回值：成功：0； 失敗：無！

線程 ID：pthread_t 類型，本質：在 Linux 下為無符號整數(%lu)，其他系統中可能是結構體實現

線程 ID 是進程內部，識別標志。(兩個進程間，線程 ID 允許相同)

注意：不應使用全局變量 pthread_t tid，在子線程中通過 pthread_create 傳出參數來獲取線程 ID，而應使用pthread_self。

pthread_exit 函數

void pthread_exit(void *retval);　　將單個線程退出　　參數：retval 表示線程退出狀態，通常傳 NULL

pthread_join 函數

int pthread_join(pthread_t thread, void **retval);　　阻塞等待線程退出，獲取線程退出狀態 其作用，對應進程中 waitpid() 函數。　　成功：0；失敗：錯誤號

參數：thread：線程 ID （【注意】：不是指針）；retval：存儲線程結束狀態。

pthread_detach 函數

int pthread_detach(pthread_t thread);　　實現線程分離　　成功：0；失敗：錯誤號

線程分離狀態：指定該狀態，線程主動與主控線程斷開關系。線程結束后，其退出狀態不由其他線程獲取，而直接自己自動釋放。網絡、多線程服務器常用。

一般情況下，線程終止后，其終止狀態一直保留到其它線程調用 pthread_join 獲取它的狀態為止。但是線程也可以被置為 detach 狀態， 這樣的線程一旦終止就立刻回收它占用的所有資源，而不保留終止狀態。

不能對一個已經處于 detach 狀態的線程調用 pthread_join，這樣的調用將返回 EINVAL 錯誤。也就是說，如果已經對一個線程調用了 pthread_detach 就不能再調用 pthread_join 了。

也可使用 pthread_create 函數參 2(線程屬性)來設置線程分離。

pthread_cancel 函數

int pthread_cancel(pthread_t thread);　　殺死(取消)線程 其作用，對應進程中 kill() 函數。　　成功：0；失敗：錯誤號

值得注意的是：線程的取消并不是實時的，而有一定的延時。需要等待線程到達某個取消點(檢查點)。

取消點：是線程檢查是否被取消，并按請求進行動作的一個位置。通常是一些系統調用 creat，open，pause，close，read，write..... 執行命令 man 7 pthreads 可以查看具備這些取消點的系統調用列表。

可粗略認為一個系統調用(進入內核)即為一個取消點。如線程中沒有取消點，可以通過調用 pthread_testcancel函數自行設置一個取消點。

總結：終止某個線程而不終止整個進程，有三種方法：
1. 從線程主函數 return。這種方法對主控線程不適用，從 main 函數 return 相當于調用 exit。
2. 一個線程可以調用 pthread_cancel 終止同一進程中的另一個線程。
3. 線程可以調用 pthread_exit 終止自己。

線程同步：https://www.cnblogs.com/clno1/p/12942972.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Linux系统编程常见函数 (进程/线程)的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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