swoole前置基础知识1——1.1多进程/多线程的概念
一.为何需要多进程（或者多线程），为何需要并发？
这个问题或许本身都不是个问题。但是对于没有接触过多进程编程的朋友来说，他们确实无法感受到并发的魅力以及必要性。
我想，只要你不是整天都写那种int main()到底的代码的人，那么或多或少你会遇到代码响应不够用的情况，也应该有尝过并发编程的甜头。就像一个快餐点的服务员，既要在前台接待客户点 餐，又要接电话送外卖，没有分身术肯定会忙得你焦头烂额的。幸运的是确实有这么一种技术，让你可以像孙悟空一样分身，灵魂出窍，乐哉乐哉地轻松应付一切状 况,这就是多进程/线程技术。
并发技术，就是可以让你在同一时间同时执行多条任务的技术。你的代码将不仅仅是从上到下，从左到右这样规规矩矩的一条线执行。你可以一条线在main函数里跟你的客户交流，另一条线，你早就把你外卖送到了其他客户的手里。
所以，为何需要并发？因为我们需要更强大的功能，提供更多的服务，所以并发，必不可少。
二.多进程
什么是进程。最直观的就是一个个pid,官方的说法就：进程是程序在计算机上的一次执行活动。说得简单点，下面这段代码执行的时候
int main() {
printf(”pid is %d/n”,getpid() );
return 0;
}
进入main函数，这就是一个进程，进程pid会打印出来，然后运行到return，该函数就退出，然后由于该函数是该进程的唯一的一次执行，所以return后，该进程也会退出。
看看多进程。linux下创建子进程的调用是fork();
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
void print_exit() {
printf("the exit pid:%d/n",getpid() );
}
main () {
pid_t pid;
atexit( print_exit ); //注册该进程退出时的回调函数
pid=fork();
if (pid < 0)
printf("error in fork!");
else if (pid == 0)
printf("i am the child process, my process id is %d/n",getpid());
else {
printf("i am the parent process, my process id is %d/n",getpid());
sleep(2);
wait();
}
}
这是gcc测试下的运行结果。
i am the child process, my process id is 15806
the exit pid:15806
i am the parent process, my process id is 15805
the exit pid:15805
关于fork函数，功能就是产生子进程，由于前面说过，进程就是执行的流程活动。
那么fork产生子进程的表现就是它会返回2次，一次返回0，顺序执行下面的代码。这是子进程。
一次返回子进程的pid，也顺序执行下面的代码，这是父进程。
（为何父进程需要获取子进程的pid呢？这个有很多原因，其中一个原因：看最后的wait，就知道父进程等待子进程的终结后，处理其task_struct结构，否则会产生僵尸进程,扯远了，有兴趣可以自己google）。
如果fork失败，会返回-1.
额外说下atexit(print_exit) —— 需要的参数肯定是函数的调用地址。
这里的print_exit 是函数名还是函数指针呢？答案是函数指针，函数名永远都只是一串无用的字符串。
某本书上的规则：函数名在用于非函数调用的时候，都等效于函数指针。
说到子进程只是一个额外的流程，那他跟父进程的联系和区别是什么呢？
我很想建议你看看linux内核的注解（有兴趣可以看看，那里才有本质上的了解），总之,fork后，子进程会复制父进程的task_struct结构，并为子进程的堆栈分配物理页。理论上来说，子进程应该完整地复制父进程的堆，栈以及数据空间，但是2者共享正文段。
关于写时复制：由于一般 fork后面都接着exec，所以，现在的 fork都在用写时复制的技术，顾名思意，就是，数据段，堆，栈，一开始并不复制，由父，子进程共享，并将这些内存设置为只读。直到父，子进程一方尝试写 这些区域，则内核才为需要修改的那片内存拷贝副本。这样做可以提高 fork的效率。
三.多线程
线程是可执行代码的可分派单元。这个名称来源于“执行的线索”的概念。在基于线程的多任务的环境中，所有进程有至少一个线程，但是它们可以具有多个任务。这意味着单个程序可以并发执行两个或者多个任务。
简而言之，线程就是把一个进程分为很多片，每一片都可以是一个独立的流程。这已经明显不同于多进程了，进程是一个拷贝的流程，而线程只是把一条河流截成很 多条小溪。它没有拷贝这些额外的开销，但是仅仅是现存的一条河流，就被多线程技术几乎无开销地转成很多条小流程，它的伟大就在于它少之又少的系统开销。 （当然伟大的后面又引发了重入性等种种问题，这个后面慢慢比较）。
还是先看linux提供的多线程的系统调用：
int pthread_create(pthread_t *restrict tidp, const pthread_attr_t *restrict attr, void *(*start_rtn)(void), void *restrict arg);
Returns: 0 if OK, error number on failure
第一个参数为指向线程标识符的指针。
第二个参数用来设置线程属性。
第三个参数是线程运行函数的起始地址。
最后一个参数是运行函数的参数。
#include<stdio.h>
#include<string.h>
#include<stdlib.h>
#include<unistd.h>
#include<pthread.h>
void* task1(void*);
void* task2(void*);
void usr();
int p1,p2;
int main() {
usr();
getchar();
return 1;
}
void usr() {
pthread_t pid1, pid2;
pthread_attr_t attr;
void *p;
int ret=0;
pthread_attr_init(&attr); //初始化线程属性结构
pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_DETACHED); //设置attr结构为分离
pthread_create(&pid1, &attr, task1, NULL); //创建线程，返回线程号给pid1,线程属性设置为attr的属性，线程函数入口为task1，参数为NULL
pthread_attr_setdetachstate(&attr, PTHREAD_CREATE_JOINABLE);
pthread_create(&pid2, &attr, task2, NULL); //前台工作
ret=pthread_join(pid2, &p); //等待pid2返回，返回值赋给p
printf("after pthread2:ret=%d,p=%d/n", ret,(int)p);
}
void* task1(void *arg1) {
printf("task1/n");
//艰苦而无法预料的工作，设置为分离线程，任其自生自灭
pthread_exit( (void *)1);
}
void* task2(void *arg2) {
int i=0;
printf("thread2 begin./n");
//继续送外卖的工作
pthread_exit((void *)2);
}
这个多线程的例子应该很明了了，主线程做自己的事情，生成2个子线程，task1为分离，任其自生自灭，而task2还是继续送外卖，需要等待返回。（因该还记得前面说过僵尸进程吧，线程也是需要等待的。如果不想等待，就设置线程为分离线程）
额外的说下，linux下要编译使用线程的代码，一定要记得调用pthread库。如下编译：
gcc -o pthrea -pthread pthrea.c
四.比较以及注意事项
1.看完前面，应该对多进程和多线程有个直观的认识。如果总结多进程和多线程的区别，你肯定能说，前者开销大，后者开销较小。确实，这就是最基本的区别。
2.线程函数的可重入性：
说到函数的可重入，和线程安全，我偷懒了，引用网上的一些总结。
线程安全：概念比较直观。一般说来，一个函数被称为线程安全的，当且仅当被多个并发线程反复调用时，它会一直产生正确的结果。
可重入：概念基本没有比较正式的完整解释，但是它比线程安全要求更严格。根据经验，所谓“重入”，常见的情况是，程序执行到某个函数foo()时，收到信 号，于是暂停目前正在执行的函数，转到信号处理函数，而这个信号处理函数的执行过程中，又恰恰也会进入到刚刚执行的函数foo()，这样便发生了所谓的重 入。此时如果foo()能够正确的运行，而且处理完成后，之前暂停的foo()也能够正确运行，则说明它是可重入的。
线程安全的条件：
要确保函数线程安全，主要需要考虑的是线程之间的共享变量。属于同一进程的不同线程会共享进程内存空间中的全局区和堆，而私有的线程空间则主要包括栈和寄 存器。因此，对于同一进程的不同线程来说，每个线程的局部变量都是私有的，而全局变量、局部静态变量、分配于堆的变量都是共享的。在对这些共享变量进行访 问时，如果要保证线程安全，则必须通过加锁的方式。
可重入的判断条件：
要确保函数可重入，需满足一下几个条件：
1、不在函数内部使用静态或全局数据
2、不返回静态或全局数据，所有数据都由函数的调用者提供。
3、使用本地数据，或者通过制作全局数据的本地拷贝来保护全局数据。
4、不调用不可重入函数。
可重入与线程安全并不等同，一般说来，可重入的函数一定是线程安全的，但反过来不一定成立。它们的关系可用下图来表示：
比如：strtok函数是既不可重入的，也不是线程安全的；加锁的strtok不是可重入的，但线程安全；而strtok_r既是可重入的，也是线程安全的。
如果我们的线程函数不是线程安全的，那在多线程调用的情况下，可能导致的后果是显而易见的——共享变量的值由于不同线程的访问，可能发生不可预料的变化，进而导致程序的错误，甚至崩溃。
作者：寒夜飘星
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